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== 用語集(Wikipediaへのリンク) == *[[:ja:w:ベクトル解析]] [[w:Vector analysis]] *[[:ja:w:デル]] [[w:Del]] *[[:ja:w:勾配]] [[w:Gradient]] *[[:ja:w:発散]] [[w:Divergence]] *[[:ja:w:回転]] [[w:Curl]] *[[:ja:w:ラプラシアン]] [[w:Laplace operator]] == 定義式 == 3次元デカルト座標での定義式。 <math> \nabla = \begin{pmatrix} {\partial / \partial x} \\ {\partial / \partial y} \\ {\partial / \partial z} \end{pmatrix} </math> <math> \mathrm{grad}\phi = \nabla \phi = \begin{pmatrix} {\partial \phi / \partial x} \\ {\partial \phi / \partial y} \\ {\partial \phi / \partial z} \end{pmatrix} </math> <math> \mathrm{div}\mathbf{F} = \nabla\cdot\mathbf{F} = \partial F_x/\partial x + \partial F_y/\partial y + \partial F_z/\partial z </math> <math> \mathrm{curl}\mathbf{F} = \mathrm{rot}\mathbf{F} = \nabla\times\mathbf{F} = \begin{pmatrix} {\partial F_z / \partial y} - {\partial F_y / \partial z} \\ {\partial F_x / \partial z} - {\partial F_z / \partial x}\\ {\partial F_y / \partial x} - {\partial F_x / \partial y} \end{pmatrix} </math> <math> \Delta=\nabla^2 = {\partial^2 \over \partial x^2 } + {\partial^2 \over \partial y^2 } + {\partial^2 \over \partial z^2 } </math> <math> \Delta\phi=\nabla^2 \phi = \nabla \cdot ( \nabla \phi ) = \mathrm{div}(\mathrm{grad}\phi) </math> == 重要な公式 == <math> \operatorname{div}( a\mathbf{F} + b\mathbf{G} ) = a\;\operatorname{div}( \mathbf{F} ) + b\;\operatorname{div}( \mathbf{G} ) </math> <math> \operatorname{div}(\phi \mathbf{F}) = \operatorname{grad}(\phi) \cdot \mathbf{F} + \phi \;\operatorname{div}(\mathbf{F}) </math> <math> \nabla\cdot(\phi \mathbf{F}) = (\nabla\phi) \cdot \mathbf{F} + \phi \;(\nabla\cdot\mathbf{F}) </math> <math> \operatorname{div}(\mathbf{F}\times\mathbf{G}) = \operatorname{curl}(\mathbf{F})\cdot\mathbf{G} \;-\; \mathbf{F} \cdot \operatorname{curl}(\mathbf{G}) </math> === div(curl F) === <math> \operatorname{div}(\operatorname{curl}\mathbf{F}) = \operatorname{div}(\nabla\times\mathbf{F}) = \operatorname{curl}(\nabla)\cdot\mathbf{F} - \nabla\cdot\operatorname{curl}(\mathbf{F}) </math> ここで <math> \left[\operatorname{curl}(\nabla)\right]_x = \frac{\partial^2}{\partial z \partial y} - \frac{\partial^2}{\partial y \partial z} = 0 </math> (演算対象の関数が連続でなめらかな場合) であるので <math> \operatorname{div}(\operatorname{curl}\mathbf{F}) = - \nabla\cdot\operatorname{curl}(\mathbf{F}) = - \operatorname{div}(\operatorname{curl}\mathbf{F}) </math> 結局 <math> \operatorname{div}(\operatorname{curl}\mathbf{F}) = 0 </math> === curl(curl F) === <math> \operatorname{curl}(\operatorname{curl}(\mathbf{F})) = -\Delta\mathbf{F} + \operatorname{grad}(\operatorname{div}\mathbf{F}) </math> x成分をとって証明する。 <math> \left[\operatorname{curl}(\operatorname{curl}(\mathbf{F}))\right]_x = \left[\nabla\times(\nabla\times\mathbf{F})\right]_x = \frac{\partial}{\partial y}\left[\nabla\times\mathbf{F}\right]_z - \frac{\partial}{\partial z}\left[\nabla\times\mathbf{F}\right]_y </math> <math> = \frac{\partial}{\partial y}(\frac{\partial F_y}{\partial x} - \frac{\partial F_x}{\partial y}) - \frac{\partial}{\partial z}(\frac{\partial F_x}{\partial z} - \frac{\partial F_z}{\partial x}) </math> <math> = - (\frac{\partial^2}{\partial x^2}+\frac{\partial^2}{\partial y^2}+\frac{\partial^2}{\partial z^2})F_x + \frac{\partial}{\partial x}(\frac{\partial F_x}{\partial x}+\frac{\partial F_y}{\partial y}+\frac{\partial F_z}{\partial z}) </math> <math> = - \Delta F_x + \frac{\partial}{\partial x}\operatorname{div}\mathbf{F} = \left[-\Delta\mathbf{F} + \operatorname{grad}(\operatorname{div}\mathbf{F})\right]_x </math> {{DEFAULTSORT:へくとるかいせきふろく}} [[カテゴリ:ベクトル解析]] [[Category:数学公式集]]
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