证明矢量场A=(x^2-y^2+x)i-(2xy+y)j为平面调和场,并求其力函数u和势函数v
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/25 10:20:56
证明矢量场A=(x^2-y^2+x)i-(2xy+y)j为平面调和场,并求其力函数u和势函数v
证明矢量场A=(x^2-y^2+x)i-(2xy+y)j为平面调和场,并求其力函数u和势函数v
证明矢量场A=(x^2-y^2+x)i-(2xy+y)j为平面调和场,并求其力函数u和势函数v
设P=x^2-y^2+x,Q=-(2xy+y).由ðQ/ðx-ðP/ðy=-2y-(-2y)=0到rotA=0,由 ðP/ðx+ðQ/ðy=2x+1+(-2x-1)=0得divA=0,所以A为平面调和场.取点(x0,y0)=(0,0),则力函数u=∫0dx+∫(范围0到y)(x^2-y^2+x)dy=yx^2+y^3/3+xy+c.势函数v=-∫(范围0到x)(x^2+x)dx+∫(范围0到y)(2xy+y)dy=-x^3/3-x^2/2+xy^2+y^2/2+c.
今天是什么日子,怎么来了这么多难题!
要证明矢量场A是平面调和场,即是要证明A既无源又无旋
也就是要证明A的散度和旋度都为0
由题意:P=x^2-y^2+x,Q=-(2xy+y)
散度:divA=偏P/偏x+偏Q/偏y=2x+1+(-2x-1)=0
旋度:rotA=(偏Q/偏x-偏P/偏y)k=(-2y+2y)k=0(此处行列式不好写,故没给出)
所...
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今天是什么日子,怎么来了这么多难题!
要证明矢量场A是平面调和场,即是要证明A既无源又无旋
也就是要证明A的散度和旋度都为0
由题意:P=x^2-y^2+x,Q=-(2xy+y)
散度:divA=偏P/偏x+偏Q/偏y=2x+1+(-2x-1)=0
旋度:rotA=(偏Q/偏x-偏P/偏y)k=(-2y+2y)k=0(此处行列式不好写,故没给出)
所以,矢量场A是平面调和场
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因为A是平面调和场,也就是有势场,所以存在函数u,满足A=gradu
故:ux=x^2-y^2+x (1)
uy=-(2xy+y) (2)
(1)式对x积分得:u=x^3/3-xy^2+x^2/2+phi(y) (3)
(3)式对y求导数得:uy=-2xy+phi'(y),与(2)式比较可得:phi'(y)=-y
所以:phi(y)=-y^2/2+C1
所以:u=x^3/3-xy^2+x^2/2-y^2/2+C,这就是力函数
而势函数:v=-u
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设P = X ^ 2-Y ^ 2 + X,Q = - (2XY + Y)。 EQ / EX-EP / EY = 2Y(2Y)= 0罗塔= 0,EP / EX + EQ / EY = 2X +1 +(2X-1)= 0 DIVA = 0,所以一架飞机谐场。接入点(X0,Y0)=(0,0),力函数u =∫0dx +∫(范围从0到y)(X ^ 2-Y ^ 2 + X)DY = YX ^ 2 + Y ^ 3...
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设P = X ^ 2-Y ^ 2 + X,Q = - (2XY + Y)。 EQ / EX-EP / EY = 2Y(2Y)= 0罗塔= 0,EP / EX + EQ / EY = 2X +1 +(2X-1)= 0 DIVA = 0,所以一架飞机谐场。接入点(X0,Y0)=(0,0),力函数u =∫0dx +∫(范围从0到y)(X ^ 2-Y ^ 2 + X)DY = YX ^ 2 + Y ^ 3 / 3 + XY + C。势函数V = - ∫(范围从0到x)(X ^ 2 + X)DX +∫(范围0到y)(2XY + Y)DY-X ^ 3/3-x ^ 2/2 + XY ^ 2 + Y ^ 2/2 + C。
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