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Gradientenfeld aus Vektorfeld bestimmen

Universität / Fachhochschule

Differentiation

Tags: Differentiation, Gradientenfeld, Vektorfeld

 
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Markis

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13:52 Uhr, 14.07.2012

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Hallo Leute,

ich habe eine Verständnisfrage zu folgender Aufgabe:

Gegeben sei das Vektorfeld g:R3R3 durch
(x,y,z)T(7y+2xz+6x2y3+αx3y2z1+x2y2,7x-αy+6x3y2-2x2y31+x2y2,(α2)+x2)T

mit α Element R

Für welche α ist g ein Gradientenfeld?


Ich würde das Ganze mit der Integrabilitätsbedingung machen.
Dazu leite ich meine erste Gleichung nach z ab und meine dritte nach x,
ODER meine zweite nach z und meine dritte nach y?
Dann setze ich die Ableitungen gleich und schaue ob zwei davon die selbe Ableitung besitzen.
Ist die Vorgehensweise bis hierhin richtig?

Und um mein α auszurechnen Löse ich das entstandene Gleichungssystem nach Alpha auf?

Vielen Dank im Vorraus
Grüße Markis
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ARTMath100

ARTMath100 aktiv_icon

14:02 Uhr, 14.07.2012

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Hallo Markis,

nicht ODER sondern UND:

Du mußt zeigen:

f 1 y = f 2 x f 1 z = f 3 x f 2 z = f 3 y



und solltest auch feststellen, das R 3 Sterngebiet!

Antwort
ARTMath100

ARTMath100 aktiv_icon

14:11 Uhr, 14.07.2012

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Zum Berechnen von a reicht es jedoch erstmal ein Pärchen auszuwählen z.B.

f 3 x = f 1 z

Dann a einsetzen und die Integrabilitätsbedingung bezügl. der anderen Pärchen prüfen!

Markis

Markis aktiv_icon

14:12 Uhr, 14.07.2012

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Ok, das heißt ich muss alle Gleichungen ableiten und dann zeigen dass die Bedingung erfüllt ist.

Wie stelle ich dabei fest dass es sich um ein Sterngebiet handelt?
Antwort
ARTMath100

ARTMath100 aktiv_icon

14:17 Uhr, 14.07.2012

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Gebiet ist sternförmig bezüglich Punkt a des Gebietes , wenn zu jedem Punkt u des Gebietes die Verbindungstrecke zwischen a und u ganz im Gebiet liegt. Ein solches gebiet nennt man Sterngebiet.

Für R 3 ist das immer erfüllt! Stelle Dir R 3 einfach als offene (unendliche) Kugel vor. von jedem inneren Punkt der Kugel kannst Du alle anderen sehen!

Markis

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15:17 Uhr, 14.07.2012

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Ok, vielen Dank für deine Hilfe!
Hab's hinbekommen.

Was kann ich nun mit meinem Wissen anfangen dass es sich um ein Sterngebiet handelt?
Antwort
ARTMath100

ARTMath100 aktiv_icon

15:24 Uhr, 14.07.2012

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Die Feststellung, dass es sich bei dem Gebiet, auf dem die Funktion definiert ist, um ein Sterngebiet handelt, ist wichtig, weil nur so die Existenz einer Stammfunktion durch die Integrabilitätsbedingunmg erfüllt ist! Liegt kein Sterngebiet vor mussb ich das Gebiet einschränken, so dass die Funktionj auf einem Sterngebiet betrachtet wird!

Frage beantwortet
Markis

Markis aktiv_icon

15:27 Uhr, 14.07.2012

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Okay, danke!