Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Saltu al enhavo
Vikipedio
Serĉi

Vektora kalkulo

Nuna versio (nereviziita)
El Vikipedio, la libera enciklopedio

Page version status

The page has not been checked

Estas neniuj versioj de ĉi tiu paĝo, do ĝi eblene estiskvalite kontrolita.

Vektora kalkulovektora analitiko estas kampo demultvariabla kalkulo dematematiko koncernanta multvariablajnreelajnvektorojn enena produto spaco de du aŭ pli multajdimensioj. Ĝi havas iujnformulojn kaj teknikojn por solvado de problemoj, utilaj porinĝenierado kajfiziko.

Vektora kalkulo koncernasskalarajn kampojn, kiuj asociasskalaron al ĉiu punkto de spaco, kajvektorajn kampojn, kiu asocias vektoron al ĉiu punkto de spaco. Ekzemple,temperaturo en ĉambro povas esti priskribita per skalara kampo: al ĉiu punkto estas asociita skalara valoro de temperaturo. La aera fluo en la sama ĉambro povas esti priskribita per vektora kampo: al ĉiu punkto estas asociitavektora rapido de la aero.

Vektoraj operacioj

[redakti |redakti fonton]

Vektora kalkulo studas diversajndiferencialajn operatorojn difinitajn sur skalaraj aŭ vektoraj kampoj. La kvar plej gravaj operacioj en vektora kalkulo estas:

OperacioSkribmanieroPriskriboFonta kampoRezulta kampo
Gradientograd(f)=f{\displaystyle \operatorname {grad} (f)=\nabla f}Mezuras la kurzon kaj direkton de ŝanĝo de skalara kampo.SkalaraVektora
Diverĝencodiv(F)=F{\displaystyle \operatorname {div} (\mathbf {F} )=\nabla \cdot \mathbf {F} }Mezuras la densecon de fontoj de fluo je donita punkto en vektora kampo.VektoraSkalara
Kirlorot(F)=curl(F)=×F{\displaystyle \operatorname {rot} (\mathbf {F} )=\operatorname {curl} (\mathbf {F} )=\nabla \times \mathbf {F} }
(kutime uzataj nur en 3 dimensioj)
Mezuras la turnecon ĉirkaŭ punkto en vektora kampo, aplikebla nur en2 dimensioj kaj en3 dimensioj.VektoraSkalara en 2 dimensioj,
vektora en 3 dimensioj
Laplaca operatoroΔf=2f=f{\displaystyle \Delta f=\nabla ^{2}f=\nabla \cdot \nabla f}Komponaĵo de la diverĝenco kaj gradiento.SkalaraSkalara

Ĉi ĉiuj operacioj povas esti esprimitaj per lanabla operatoro{\displaystyle \nabla }.

Kirlo en 2 dimensioj estas ne tre kutima. Se aldoni la 3-an dimension, tiam la kirlo estas vektoro ĉiam orta al la fonta 2-dimensia ebeno, tiel la kirlo havas nur unu nenulan koordinaton, la 3-an. Ĉi tiu la 3-a koordinato de kirlo povas efike esti konsiderata kiel skalara kampo sur la ebeno.

Jakobia matrico estas utila por studi funkciojn kies ambaŭ argumento kaj rezulto estas multvariablaj.

Teoremoj

[redakti |redakti fonton]

Estas kelkaj gravaj teoremoj pri ĉi tiuj operatoroj kiuj ĝeneraligas lafundamentan teoremon de kalkulo al pli altaj dimensioj:

TeoremoFormuloPriskribo
Gradienta teoremoφ(q)φ(p)=Lφdr{\displaystyle \varphi \left(\mathbf {q} \right)-\varphi \left(\mathbf {p} \right)=\int _{L}\nabla \varphi \cdot d\mathbf {r} }Lakurba integralo de gradiento de skalara kampoφ(r) egalas al diferenco de valoroj de la skalara kampo je la finaj punktoj de lakurbo de la integralado.
Teoremo de GreenCLdx+Mdy=D(MxLy)dA{\displaystyle \int _{C}L\,dx+M\,dy=\iint _{D}\left({\frac {\partial M}{\partial x}}-{\frac {\partial L}{\partial y}}\right)\,dA}La integralo de la skalara kirlo de 2-dimensia vektora kampo(L(x, y), M(x, y)) tra regionoD en la ebeno egalas la kurba integralo de la vektora kampo super la kurboC baranta la regionon. La kurbo devas havi kontraŭhorloĝnadlan direkton.
Teoremo de Kelvino-StokesΣ×FdΣ=ΣFdr{\displaystyle \int _{\Sigma }\nabla \times \mathbf {F} \cdot d\mathbf {\Sigma } =\oint _{\partial \Sigma }\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r} }La integralo de la kirlo de vektora kampoF(r) supersurfacoΣ egalas al kurba integralo de la vektora kampo super la kurboΣ{\displaystyle \partial \Sigma } baranta la surfacon.
Diverĝenca teoremoV(F)dV=VFdS{\displaystyle \iiint \limits _{V}\left(\nabla \cdot \mathbf {F} \right)dV=\iint \limits _{\partial V}\mathbf {F} \cdot d\mathbf {S} }La integralo de la diverĝenco de vektora kampoF(r) tra iu solidoV egalas al lasurfaca integralo de lafluo tra la surfacoV{\displaystyle \partial V} baranta la solidon, kieS estas normala vektoro al la surfaca ero.

Uzo de kirlo povas postuli ladekstrecon de lakoordinatsistemo, vidu ankaŭ envektora produto kajpseŭdovektoro.

Vidu ankaŭ

[redakti |redakti fonton]

Eksteraj ligiloj

[redakti |redakti fonton]
Elŝutita el "https://eo.wikipedia.org/wiki/Vektora_kalkulo"
Kategorio:
Kaŝitaj kategorioj:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp