Rotatie en divergentie van een vectorveld

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 145

Rotatie en divergentie van een vectorveld

Een tentamenopgave van vorig jaar luidt als volgt:

'Gegeven het vectorveld
\(F = (\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}}, \frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}}, z)\)
op
\(\mathbb{R}^3\)
met weglating van de z-as.'

Om divF uit te rekenen neem ik gewoon alle partiële afgeleiden en tel ze bij elkaar op? Dus
\(\mbox{divF} = \frac{\partial}{\partial x}\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} + \frac{\partial}{\partial y}\frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}} + \frac{\partial}{\partial z}z = \newline (x^2 + y^2)^{-\frac{1}{2}} + x^2(x^2 + y^2)^{-\frac{3}{2}} + (x^2 + y^2)^{-\frac{1}{2}} + y^2(x^2 + y^2)^{-\frac{3}{2}} + 1\)
?

Ook moet ik weten hoe je rotF berekent. Klopt dit?
\(\mbox{rotF} = \left| {\begin{array}{*{20}c} i & j & k \\ \frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\ \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} & \frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}} & z \\\end{array}} \right|\)
Het antwoord moet zijn:
\(\mbox{rotF} = (0, 0, 0)\)
. Als ik de determinant uitreken kom ik daar echt niet op uit. Ik krijg zo'n uitgebreid antwoord dat het teveel werk is om helemaal uit te typen. Kan iemand vertellen hoe het wel moet?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

Uitgebreid antwoord? Er zijn maar twee partiële afgeleiden die van 0 verschillen en die vallen netjes tegen elkaar weg...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 145

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

Je krijgt toch dit als je de determinant gaat berekenen?
\(i*\frac{\partial}{\partial y}*z + j*\frac{\partial}{\partial z}*\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} + k*\frac{\partial}{\partial x}*\frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}} - k*\frac{\partial}{\partial y}*\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} - i*\frac{\partial}{\partial z}*\frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}} - j*\frac{\partial}{\partial x}*z\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

Enkel de middelste twee partiële afgeleiden zijn niet-nul, zie je?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

\( j\frac{\partial}{\partial z} \left( \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \right) \)
Tot wat kan je die hier bvb vereenvoudigen?

wat valt je op als je kijkt naar de afgeleide operator en naar wat je moet afleiden?

Gebruikersavatar
Berichten: 145

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

Ah, ik deed het helemaal verkeerd. Ik vermenigvuldigde de partiële afgeleiden met de termen in de derde kolom. De bedoeling is dus juist om de partiële afgeleiden naar x, y en z van de termen in de derde kolom te nemen. Dan krijg je inderdaad
\(\frac{\partial}{\partial y}\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} - \frac{\partial}{\partial x}\frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}} = 0\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Rotatie en divergentie van een vectorveld

Inderdaad (maar je bedoelt denk ik telkens de termen in de laatste rij).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer