Flervariabelanalys E2, Vecka 6 Ht08

Relevanta dokument
Outline. TMA043 Flervariabelanalys E2 H09. Carl-Henrik Fant

Föreläsning 16, SF1626 Flervariabelanalys

Flervariabelanalys E2, Vecka 5 Ht08

Tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

Flervariabelanalys I2 Vintern Översikt föreläsningar vecka 6. ( ) kommer vi att studera ytintegraler, r r dudv

Outline. TMA043 Flervariabelanalys E2 H09

1.1 Stokes sats. Bevis. Ramgard, s.70

Tavelpresentation. Grupp 6A. David Högberg, Henrik Nordell, Harald Hagegård, Caroline Bükk, Emma Svensson, Emil Levén

Integraler av vektorfält Mats Persson

Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

23 Konservativa fält i R 3 och rotation

Integraler av vektorfalt. Exempel: En partikel ror sig langs en kurva r( ) under inverkan av en kraft F(r). Vi vill

Tentamen i Flervariabelanalys F/TM, MVE , kl

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

Vektoranalys III. Anders Karlsson. Institutionen för elektro- och informationsteknik

A = D. r s r t dsdt. [(1 + 4t 2 ) 3/2 1]dt (1) där det sista steget fås genom variabelbytet u = 1 + 4s 2. Integralen. (1 + 4t 2 ) 3/2 dt

Övning 6, FMM-Vektoranalys, SI1140

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

1 x. SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentan , lösningar

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 21 mars 2016

Lösningsförslag till tentamen Onsdagen den 15 mars 2017 DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 18 augusti 2016

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 20 augusti 2015

Lösningsförslag till tentamen Tisdagen den 10 januari 2017 DEL A

Tentamen SF1626, Analys i flera variabler, Svar och lösningsförslag. 2. en punkt på randkurvan förutom hörnen, eller

TATA44 ösningar till tentamen 13/01/ ) Paraboloiden z = 2 x 2 y 2 skär konen z = x 2 + y 2 då x 2 + y 2 = 2 x 2 y 2. Med

SF1626 Flervariabelanalys Bedömningskriterier till tentamen Onsdagen den 15 mars 2017

AB2.4: Kurvintegraler. Greens formel i planet

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Onsdagen den 15 mars 2017

22 Vektoranalys och flödesintegraler

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 10 januari 2017

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Integranden blir. Flödet ges alltså av = 3

Tentamen i Flervariabelanalys, MVE , π, kl

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 12 januari 2016

u av funktionen u = u(x, y, z) = xyz i punkten M o = (x o, y o, z o ) = (1, 1, 1) i riktningen mot punkten M 1 = (x 1, y 1, z 1 ) = (2, 3, 1)

Vi har. x (xy2 ) + y ( yz2 ) + z (zx2 ) = y 2 z 2 + x 2 = x 2 + y 2 z 2, xy 2 yz 2 zx 2

Elektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner

Inlämningsuppgift nr 2, lösningar

5 Gauss sats. div. dv = A V. Noterbart är att V AdV = A ˆNdS, dvs Gauss sats, har strukturella likheter med b df

Lösningsförslag till TMA043/MVE085

y= x dx = x = r cosv $ y = r sin v ,dxdy = rdrdv ' 2* så får vi att

Övningstenta: Lösningsförslag

Tentamen: Lösningsförslag

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Flervariabelanalys. F1, KandMa1, KandFy1 och Gylärare

TATA44 Lösningar 26/10/2012.

Tentamen MVE085 Flervariabelanalys

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Primitiva funktioner i flerdim

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TATA44 Lösningar 24/8/ ) Låt S vara den del av x 2 + y 2 + z 2 = 2 innanför cylindern x 2 + y 2 = 1. Inför cylinderkoordinater.

Tentamen: Lösningsförslag

6. Räkna ut integralen. z dx dy dz,

SF1626 Flervariabelanalys Bedömningskriterier till tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

Kap Krökning i allmän parametrisering. Endast sid 619 och Exempel 2 sid 621. Teori: Sid 619. Härledning av v a = v 3 κ ˆB så att κ = v a /v 3

FFM234, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

f(x, y) = ln(x 2 + y 2 + 1). 3. Hitta maximala arean för en rektangel inskriven i en ellips på formen x 2 a 2 + y2

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 14 mars 2011,

21 Flödesintegraler och Gauss sats

x f x + y f y x. 2 Funktionen f(x, y) uppfyller alltså given differentialekvation.

Omtentamen (med lösningar) MVE085 Flervariabelanalys

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 2015

20 Integralkalkyl i R 3

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. 1. En svängningsrörelse beskrivs av

x ( f u 2y + f v 2x) xy = 24 och C = f

SF1646 Analys i flera variabler Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag

Tentamen i Flervariabelanalys F/TM, MVE035

LAPLACES OCH POISSONS EKVATIONER

Tentamen MVE035 Flervariabelanalys F/TM

Lösningar till Matematisk analys 4,

Tentamen (med lösningar) MVE085 Flervariabelanalys

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

1. Beräkna hastigheten, farten och accelerationen vid tiden t för en partikel vars rörelse beskrivs av r(t) = (2 sin t + cos t, 2 cos t sin t, 2t).

SF1649, Vektoranalys och komplexa funktioner Tentamen, måndagen den 19 december Lösningsförslag. F n ds,

Vektoranalys, snabbrepetition. Vektorfält

FFM232, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

SF1626 Flervariabelanalys Bedömningskriterier till tentamen Måndagen den 16 mars 2015

* Läsvecka 1 * Läsvecka 2 * Läsvecka 3 * Läsvecka 4 * Läsvecka 5 * Läsvecka 6 * Läsvecka 7 * Tentamenssvecka. Läsvecka 1

Campus och distans Flervariabelanalys mag ATM-Matematik Mikael Forsberg och Yury Shestopalov (Mikael Forsberg)

Kursanvisningar. Lektion 1 1 Repetition av vektoranalysens grunder. Skalära fält och vektorfält. KREYSZIG 9: Kapitel Kompendiet: Kapitel 1

SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A

i punkten ( 1,2,3). b) Bestäm riktningsderivatan av f i punkten ( 1,2) ut ur Scandinavium genom tak och yttervägg [Scandinaviums tak är ytan ( x, y,

Elektromagnetiska fält och Maxwells ekavtioner. Mats Persson

FFM232, Klassisk fysik och vektorfält - Veckans tal

Julia Viro KURSBESKRIVNING

2.5 Partiella derivator av högre ordning.

Tentamen: Lösningsförslag

Transkript:

Flervariabelanalys E2, Vecka 6 Ht08 Omfattning 6., 6.3-6.5 Innehåll: Gradient, divergens, rotation, Greens sats/formel, divergenssatsen i två och tre dimensioner, tokes sats tma043 V6, Ht08 bild Mål: För betyget godkänd skall du kunna: beräkna divergens, div F, och rotation, curl F för ett vektorfält F. definiera begreppen källfritt (solenoidal) och virvelfritt (irrotational) vektorfält. tillämpa sats 6.2.4 tillämpa Greens formel (6.3.6) och divergenssatsen (6.3.7 och 6.4.8) i relativt okomplicerade situationer. beräkna area av område i planet med hjälp av Greens formel beräkna volym av område i rummet med hjälp av divergenssatsen tillämpa tokes sats (6.5.0) i relativt okomplicerade situationer. tma043 V6, Ht08 bild 2 För högre betyg skall du dessutom kunna: formulera satsen om divergensen som flödestäthet formulera satsen om rotationen som virveltäthet formulera och bevisa sats 6.2.3 g) och h) formulera och bevisa Greens formel (sats 6.3.6) formulera och bevisa divergenssatsen i tre dimensioner (sats 6.4.8) tma043 V6, Ht08 bild 3

Om f : R 3 R så definieras gradienten genom: Man kan se som en operator som verkar på f. f = f x i + f y j + f z k = x i + y j + z k enna operator kan verka även på vektorfält: Om F : R 3 R 3 så är F = F i + F 2 j + F 3 k och ( div F = F = x i + y j + ) z k (F i + F 2 j + F 3 k) = F x + F 2 y + F 3 z Adams 6., tma043 V6, Ht08 bild 4 Vi har också: ( curl F = F = x i + y j + ) z k (F i + F 2 j + F 3 k) ( F3 = y F ) ( 2 F i + z z F ) ( 3 F2 j + x x F ) k y Adams 6., tma043 V6, Ht08 bild 5 ats 6.3 (g) ( F) = 0 (div curl = 0) (h) ( f) = 0 (curl grad = 0) Adams 6.2, tma043 V6, Ht08 bild 6 2

efinition 6.2.2 Ett vektorfält F kallas källfritt, divergensfritt, eng: solenoidal i ett område om div F = 0 i. Ett vektorfält F kallas rotationsfritt, eng: irrotational i ett område om curl F = 0 i. Om F är konservativt så är F rotationsfritt. curl F är alltid källfritt. Adams 6.2, tma043 V6, Ht08 bild 7 ats 6.2.4 Om F är ett glatt, rotationsfritt vektorfält i ett enkelt sammanhängande område så är F konservativt. ats 6.2.5 Om F är ett glatt, källfritt vektorfält i ett område med egenskapen att varje sluten yta i är rand till ett område som ligger helt i så är F = curl G för något vektorfält G, definierat i. Vektorfältet G kallas vektorpotential till F. Adams 6.2, tma043 V6, Ht08 bild 8 efinition Ett område kallas x-enkelt om det begränsas av linjer y = a och y = d i y-led och kurvor x = g(y) och x = h(y) i x-led. y=d x=g(y) x=h(y) y=c Adams 6.3, tma043 V6, Ht08 bild 9 3

efinition Ett område kan vara både x-enkelt och y-enkelt: Ett område kallas reguljärt om det kan delas i ändligt många x- och y-enkla delområden. Adams 6.3, tma043 V6, Ht08 bild 0 ats 6.3.6 Greens formel Antag att är ett reguljärt, slutet område vars rand består av en eller flera styckvis glatta slutna kurvor utan dubbelpunkter, positivt orienterade relativt. Antag också att F = F (x, y)i + F 2 (x, y)j är ett glatt vektorfält definierat i. å gäller: ( F2 F (x, y)dx + F 2 (x, y)dy = x F ) da y Adams 6.3, tma043 V6, Ht08 bild Area som kurvintegral Antag att är den positivt orienterade randen till. å gäller: xdy = ydx = xdy ydx = Arean av 2 Adams 6.3, tma043 V6, Ht08 bild 2 4

ats 6.3.7 ivergenssatsen i R 2 Antag att området och dess rand och vektorfältet F = F (x, y)i+f 2 (x, y)j uppfyller villkoren i Greens formel. Antag också att ˆN är det utåtriktade enhetsnormalvektorfältet till. å gäller: ( F F ˆNds = div FdA = x + F ) 2 da y Adams 6.3, tma043 V6, Ht08 bild 3 ats 6.4.8 Gauss divergenssats. Antag att är ett tredimensionellt reguljärt område vars rand är en orienterad sluten yta med enhetsnormal ˆN riktad ut från. Antag också att F är ett glatt vektorfält på. å gäller: div FdV = F ˆNd Adams 6.4, tma043 V6, Ht08 bild 4 Tolkning av divergensen Låt vara en sfär med radie ɛ och centrum i punkten P. Låt vara randen med utåtriktad normal. å gäller: div FdV = F ˆNd och alltså: 3 div F(P ) = lim ɛ 0 4πɛ 3 F ˆNd Ytintegralen kan ses som flödet ut ur punkten P. div F(P ) tolkas då som källstyrka per volymsenhet. Adams 6.4, tma043 V6, Ht08 bild 5 5

ats 6.5.0 tokes sats Låt vara en styckvis glatt orienterad yta med enhetsnormalvektorfält ˆN. Antag att randen till består av en eller flera styckvis glatta, slutna kurvor, positivt orienterade relativt orienteringen av. (etta innebär ungefär att ˆN ˆT pekar in i ytan.) Antag också att F är ett glatt vektorfält på en öppen mängd som innehåller. å gäller: F dr = (curl F) ˆNd Adams 6.5, tma043 V6, Ht08 bild 6 Tolkning av rotationen Låt vara en cirkelskiva med radie ɛ och centrum i punkten P och normalvektor ˆN. Låt vara randcirkeln genomlöpt moturs sett från spetsen av ˆN. å gäller: F dr = (curl F) ˆNd πɛ 2 (curl F(P )) ˆN och alltså: (curl F(P )) ˆN = lim F dr ɛ 0 πɛ 2 Kurvintegralen kan tolkas som arbetet vektorfältet F uträttar då en partikel går runt i den cirkulära banan. (curl F(P )) ˆN kan alltså ses som fältets förmåga/tendens att få en partikel att rotera kring axeln ˆN. Adams 6.5, tma043 V6, Ht08 bild 7 6