omschrijven naar div en grad

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 246

omschrijven naar div en grad

Hoe kan je de volgende uitdrukking omschrijven in vectorvorm met divergentie en gradient?
\(\lambda_1 \left \frac{\partial u}{\partial x} \frac{\partial w}{\partial x} \right + \lambda_2 \left \frac{\partial u}{\partial y} \frac{\partial w}{\partial y} \right\)
Zowel u en w als beide lambda's zijn functie van x en y.

Is het
\( [\lambda_1,\lambda_2] \nabla u \cdot \nabla v \)
?
Help wetenschappers aan rekenkracht: Verbindt jouw PC binnen 10 minuten met de meest krachtige supercomputer op aarde!

Sluit je aan bij het Wetenschapsforum team (nr: 48658) en steun onderzoek naar alzheimer, kanker en andere ziektes. Meer info: folding.standford.edu

Gebruikersavatar
Berichten: 1.264

Re: omschrijven naar div en grad

Het kan niet kloppen.

Nu staat er een vector
\([\lambda_1,\lambda_2]\)
maal een scalair
\(\nabla u \cdot \nabla v\)
. Wat dus weer een vector oplevert terwijl het resultaat scalair is.

Ik ga er nu eens naar kijken wat het wel moet zijn.

EDIT:

Wat is de exacte opgave? Mogen er nog andere vectoren gebruikt worden naast u, w en (lambda1,lambda2)?
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

Hoe kan je de volgende uitdrukking omschrijven in vectorvorm met divergentie en gradient?
\(\lambda_1 \left \frac{\partial u}{\partial x} \frac{\partial w}{\partial x} \right + \lambda_2 \left \frac{\partial u}{\partial y} \frac{\partial w}{\partial y} \right\)
Zowel u en w als beide lambda's zijn functie van x en y.

Is het
\( [\lambda_1,\lambda_2] \nabla u \cdot \nabla v \)
?
Ik begrijp niet helemaal wat je bedoelt. Wat bedoel je bijvoorbeeld met
\( \frac{\partial u}{\partial x} \)
? Gradient kun je alleen nemen van een scalar, divergentie alleen van een vector. Beide zijn ze het scalair product van Nabla (
\(\nabla\)
) ermee. Bedoel je misschien dat:
\(\frac{\partial \bf{u}}{\partial x} = ( \frac{\partial u_x}{\partial x}, \frac{\partial u_y}{\partial x} )\)
?

Merk op dat
\(\bf u\)
met dikke letters (bold face) is geschreven omdat het een vector is. Je kunt je vergelijking denk ik niet schrijven in termen van gradient omdat alle variabelen een vector zin, geen scalar {je geeft zelf aan dat u etc. vectoren zijn). De gradient van een vector bestaat niet. Ik heb nog nooit gezien dat
\(\frac{\partial}{\partial x}\)
van een vector gedefinieerd is...

[edit] Oeps! Ze hangen van x en y af maar zijn natuurlijk scalars, geen vectoren. Vergeet bovenstaande post... Sorry.

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

Ik ga er van uit dat alle variabelen een scalar zijn. Definieer een vector
\({\overrightarrow{\lambda}} \equiv (\lambda_1, \lambda_2)\)
. Gebruik ook de volgende definitie:
\( \frac{\partial }{\partial x} \equiv \partial_x \)
Neem vervolgens het scalair product van
\({\overrightarrow \lambda}\)
en de gradient van het product uw (oftewel:
\( {\overrightarrow{\lambda}} \cdot {\mathrm{grad\;} uw \)
). Dat resulteert in de volgende scalar:
\( \lambda_1 \partial_x uw + \lambda_2 \partial_y uw \)
Neem van die scalar vervolgens de gradient. Dit resulteert in:
\( \begin{equation}
(\lambda_1 \frac{\partial^{2}}{\partial x^2}uw , \lambda_2 \frac{\partial^{2}}{\partial y^2}uw)
\label{gradgrad}
\end{equation} \)
De vraag is hoe je dat kunt omschrijven in:
\( \begin{equation}
\lambda_1 \frac{\partial^{2}}{\partial x^2}uw + \lambda_2 \frac{\partial^{2}}{\partial y^2}uw
\label{vergelijking}
\end{equation} \)
Wat volgens mij overeenkomt met de vergelijking die jij postte. Merk op dat
\( \mathrm{div\; grad} \equiv \nabla^{2} \equiv \Delta \)
, de Laplaciaan.

Want in
\(\ref{gradgrad}\)
heb ik bijv.
\(\lambda_1\)
buiten de differentiaal gehaald terwijl jij zegt dat deze van x en y afhangt. Dat mag niet. Verder zou je het scalair produsct van
\(\ref{gradgrad}\)
kunnen nemen met de vector (1, 1) om uit te komen op
\(\ref{vergelijking}\)
.

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

Ik kan mijn eigen post niet meer editten (?) Dus probeer ik het even zo...

Ik ga er van uit dat alle variabelen een scalar zijn. Definieer een vector
\({\overrightarrow{\lambda}} \equiv (\lambda_1, \lambda_2)\)
. Gebruik ook de volgende definitie:
\( \frac{\partial }{\partial x} \equiv \partial_x \)
Neem vervolgens het scalair product van
\({\overrightarrow \lambda}\)
en de gradient van het product uw (oftewel:
\( {\overrightarrow{\lambda}} \cdot {\mathrm{grad\;} uw \)
). Dat resulteert in de volgende scalar:
\( \lambda_1 \partial_x uw + \lambda_2 \partial_y uw \)
Neem van die scalar vervolgens de gradient. Dit resulteert in:
\( (\lambda_1 \frac{\partial^{2}}{\partial x^2}uw , \lambda_2 \frac{\partial^{2}}{\partial y^2}uw) \;\;\;\;[1] \)
De vraag is hoe je dat kunt omschrijven in:
\( \lambda_1 \frac{\partial^{2}}{\partial x^2}uw + \lambda_2 \frac{\partial^{2}}{\partial y^2}uw \;\;\;[2] \)
Wat volgens mij overeenkomt met de vergelijking die jij postte. Merk op dat
\( \mathrm{div\; grad} \equiv \nabla^{2} \equiv \Delta = \frac{\partial^2}{\partial x^2} + ... = \)
de Laplaciaan. Want in [1] heb ik bijv.
\(\lambda_1\)
buiten de differentiaal gehaald terwijl jij zegt dat deze van x en y afhangt. Dat mag niet. Verder zou je het scalair product van [1] kunnen nemen met de vector (1, 1) om uit te komen op [2]. Iets in de trend van:
\( (1, 1) \cdot {\mathrm {grad}\;} \overrightarrow{\lambda} \cdot {\mathrm {grad}\;} uw \)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.264

Re: omschrijven naar div en grad

Meneer Jansen schreef: De vraag is hoe je dat kunt omschrijven in:
\(
\lambda_1 \frac{\partial^{2}}{\partial x^2}uw + \lambda_2 \frac{\partial^{2}}{\partial y^2}uw \;\;\;[2]
\)

Wat volgens mij overeenkomt met de vergelijking die jij postte.
Dit is niet hetzelfde als de uitdrukking in de openingspost.

Neem bijvoorbeeld:
\(u=x^2 \wedge w=1\)
Of dus
\(uw=x^2\)

Dan zie je:
\(\partial_xx^2\partial_x1=0\neq\partial_{xx}(x^2)=2\)
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

Dit is niet hetzelfde als de uitdrukking in de openingspost.
Neem bijvoorbeeld:
\(u=x^2 \wedge w=1\)
Of dus
\(uw=x^2\)
Dan zie je:
\(\partial_xx^2\partial_x1=0\neq\partial_{xx}(x^2)=2\)
Je hebt gelijk. Maar zou kunnen:
\( (1, 1) \cdot {\mathrm {grad}\;} {\rightarrowover{\lambda}} \cdot {\mathrm {grad}\;} uw? \)
[edit] Nee. Zelfde reden als je hierboven aangaf. Sorry voor alle verwarring.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.264

Re: omschrijven naar div en grad

De enige 'eenvoudigere' uitdrukking die ik kan vinden is.
\((\nabla u\cdot\begin{bmatrix}\lambda_1& 0\\0& \lambda_2\end{bmatrix})\cdot\nabla w\)
Maar hier komt enkel de gradiënt in voor en niet de divergentie. Ik denk dat we best wachten op wat verduidelijking van de topic starter.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.

Gebruikersavatar
Berichten: 246

Re: omschrijven naar div en grad

Echt super bedankt voor alle hulp. Ik heb de posts niet gezien in nieuwe inhoud terwijl ik vol verwachting zat te wachten. Is dat een foutje in de site of zo?

Ik denk dat Flisk gelijk heeft. Misschien zit ik ook wel helemaal fout met mijn vraag. Het was niet de bedoeling dat er zowel de divergentie en gradient uit kwamen. Ik wilde het alleen graag met de del operator uitgedrukt hebben. Ik heb de grootste moeite met vector/multivariable calculus, misschien moet ik daar maar even goed induiken. Iemand een tip qua lesmateriaal? Ik zoek specifiek naar div,grad,curl,laplace operatoren enzo + bijbehorende rekenregels.

Ik hoop dat ik er uit kom met Flisk zijn uitdrukking, ik kan de volledige vraag denk ik beter niet posten. Dan zit ik denk ik op het randje van fraude plegen aangezien ik er een bonus mee kan verdienen.
Help wetenschappers aan rekenkracht: Verbindt jouw PC binnen 10 minuten met de meest krachtige supercomputer op aarde!

Sluit je aan bij het Wetenschapsforum team (nr: 48658) en steun onderzoek naar alzheimer, kanker en andere ziektes. Meer info: folding.standford.edu

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

xansid schreef:Ik heb de grootste moeite met vector/multivariable calculus, misschien moet ik daar maar even goed induiken. Iemand een tip qua lesmateriaal? Ik zoek specifiek naar div,grad,curl,laplace operatoren enzo + bijbehorende rekenregels.
Dat had ik ook. De meeste die ik het vroeg verwezen naar bijv. J.D. Jackson's 'Classical Electrodymamics' terwijl ik de vraag stelde om dat boek nu juist te begrijpen.
 
Op Amazon.com (de .nl heeft denk ik nog niet zo veel wetenschap) kun je een schat aan klassiekers kopen voor relatief weinig geld. Maar vector analyse voor Natuurkundigen of Scheikundigen? Tja, die zijn er dan weer weinig. Ben je Wiskundige, Nat- of Scheikundige (aan het worden)? Een aardig boekje over de materie vind ik zelf: 'Schaum's Outline of Vector Analysis' van Speigel e.a. (link). Wat ik ook nog wel eens gebruik (stond vroeger in de bibliotheek van de Univ.) 'Mathematics of Classical and Quantum Physics' van Byron en Fuller (<a data-ipb='nomediaparse' href=''>link</a>), maar dan alleen de eerste 40 pag's van de 600, ha ha. Op pagina 40 zit je nl. al verder dan nodig voor Hydrodynamica. 
 
Succes.
 
P.S. Ik hield vroeger bijgevoegd "piekbriefje/samenvatting" er nog wel eens bij tijdens het studeren. 
Bijlagen
nabla.pdf
(147.25 KiB) 917 keer gedownload

Gebruikersavatar
Berichten: 8

Re: omschrijven naar div en grad

xansid schreef: Echt super bedankt voor alle hulp. Ik heb de posts niet gezien in nieuwe inhoud terwijl ik vol verwachting zat te wachten. Is dat een foutje in de site of zo?
Ook hier had ik zelf "last" van. Je moet bewust klikken op 'Forums' in het scherm 'Nieuwe Inhoud'. Standaard staat 'ie geloof ik op 'pages'.

Reageer