よくわかるベクトル解析

スカラー場:その数学的取り扱い

スカラー場とは

二次元のスカラー場を考えるとき、数学的には単にスカラー場の関数スカラー場によって表現されます。

 

つまりスカラー場の値(一つの座標点)が与えられたとき、その座標におけるスカラー場の値スカラー場が決まります。

 

そしてそのスカラー場における勾配は偏微分で与えられると覚えておきましょう。

スカラー場スカラー場の勾配

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

 

スカラー場方向の勾配をまとめると、

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

これらを、ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積あるいはベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積と書きます。

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

【例題@】二次元スカラー場の勾配ベクトルの計算

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

 

 

 

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などの合成関数微分を施して、

 

 

ベクトルグラディエント問題

 

 

 

ベクトルグラディエント問題

○スカラー場f(x,y)の勾配ベクトル

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

 

なのでベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積を次のように表します。

 

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

例題A

 

次に示す三次元スカラー場ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積に対する勾配ベクトル場ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積の導出。

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

 

 

などといった合成関数微分を施して、それぞれを計算します。

 

 

ベクトル,ベクトル解析,行列式,ベクトル三重積スカラー三重積

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