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Aufgabe:

Überprüfen Sie ob die folgenden Vektorfelder Potentiale haben (auf R^2). Berechnen Sie diese gegebenenfalls


$$g(x,y))= e^x \left(\begin{array}{c} cosy \\ siny \end{array}\right)$$

Problem/Ansatz:


Hier muss ich doch erstmal schauen ob die Rotation=0 ist.

Wie berechne ich dann das Potential

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Aloha :)

Damit die Funktion \(g(x;y)\) ein Potential hat, muss ihre Rotation verschwinden. Zur Berechnung der Rotation machen wir eine Funktion im \(\mathbb R^3\) daraus, indem wir die \(z\)-Komponente auf Null setzen. Wir betrachten also die Hilfsfunktion:$$h(x;y)=\begin{pmatrix}e^x\cos y\\e^x\sin y\\0\end{pmatrix}$$

Ihre Rotation ist$$\operatorname{rot} \vec h(x;y)=\begin{pmatrix}\partial_x\\\partial_y\\\partial_z\end{pmatrix}\times\begin{pmatrix}e^x\cos y\\e^x\sin y\\0\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0-0\\0-0\\e^x\sin y-e^x(-\sin y)\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0\\0\\2e^x\sin y\end{pmatrix}\ne0$$

Da die Rotation nicht verschwindet, ist die Integrabilitätsbedingung nicht erfüllt, sodass \(\vec h(x;y)\) bzw. \(\vec g(x;y)\) kein Potential besitzt.

Avatar von 152 k 🚀
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Prüf doch erstmal, ob die Rotation =0 ist. Danach sehen wir weiter.

Avatar von 10 k

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