0 Daumen
233 Aufrufe

Aufgabe:

Nr. 2 a) habe ich bereits berechnet, aber was genau muss ich bei b) berechnen.


Problem/Ansatz:

Wenn ich weiß was ich rechnen muss bei b) kriege ich das hin, ich weiß nur nicht was genau man da berechnen muss evtl das Integral von F(x,y) ? Aber das Integral über γ verwirrt mich. IMG_7336.jpeg

Text erkannt:

2. Aufgabe
(14 Punkte)

Gegeben seien das Vektorfeld \( F: \mathbb{R}^{2} \rightarrow \mathbb{R}^{2} \) mit
\( F(x, y)=\left[\begin{array}{c} \sin (y) \\ x \cos (y) \end{array}\right] \)
und der Weg \( \gamma:[0,1] \rightarrow \mathbb{R}^{2} \) mit
\( \gamma(t)=\left[\begin{array}{c} \mathrm{e}^{t \ln (3 t+1)} \\ \frac{\pi}{2}(t-1)^{4} \end{array}\right] \)
(a) Untersuchen Sie, ob \( F \) ein Potenzial besitzt und geben Sie dieses gegebenenfalls an.
(b) Bestimmen Sie \( \int \limits_{\gamma} F(\vec{x}) \mathrm{d} \vec{x} \).

IMG_7337.jpeg

Text erkannt:

Nr. 2
a)
\( F(x, y)=\left[\begin{array}{l} \sin (y) \\ x \cos (y) \end{array}\right]_{F_{2}}^{F_{1}} \)

Damit ein potenzial existiert, muss gelten,
\( \begin{array}{l} \frac{\partial F_{1}}{\partial y}=\frac{\partial F_{2}}{\partial x} \quad F_{2}^{\prime}=1 \cdot \cos (y)+x \cdot 0=\cos \\ \frac{\partial F_{1}}{\partial y}=\cos (y) \text { und } \frac{\partial F_{2}}{\partial x}=\cos (y) \\ \frac{\partial F_{1}}{\partial y}=\cos (y)=\frac{\partial F_{2}}{\partial x}=\cos (y) \quad V \end{array} \)

Da dies gilt, existiert das potenzial Nun, potenzial angeben :
\( \begin{array}{ll} \nabla \varphi=F(x, y), & \frac{\partial \varphi}{\partial x}=F_{1}(x, y)=\sin (y) \\ \frac{\partial \varphi}{\partial y}=F_{2}(x, y)=x \cos (y) \\ \frac{\partial \varphi}{\partial x}=\sin (y) & \\ & \quad \bar{\varphi}(x, y)=\int F_{1} d x=x \sin (y)+g(y) \end{array} \)

Bestimmung von \( g(y) \) durch
\( \frac{\partial \varphi}{\partial y}=x \cos (y) \)
unb?ek,
die Funkt;
von \( y \); vonnè
abhägt
Ableitung von \( \bar{\varphi}(x, y)=x \sin (y)+g(y) \) nach \( y \)
\( \begin{aligned} \frac{\partial \bar{\varphi}}{\partial y}=x \cos (y)+g^{\prime}(y) & \leftarrow \frac{\partial \bar{\varphi}}{\partial y} \text { mit } \\ & \frac{\partial \varphi}{\partial y}=x \cos (y) \\ & \text { vergleichen } \end{aligned} \)

Ach-
tung
vergleichen
4
\( \rightarrow \) weite

IMG_7338.jpeg

Text erkannt:

15
wir senen, dass \( g^{\prime}(y)=0 \) ist, das bedeutet, dass \( g(y) \) eine Konstante ist, also: \( g(y)=C \). potenzialfunktion lautet aloo:
\( \begin{array}{l} \varphi(x, y)=x \sin (y)+c \\ w_{\gamma}(f)=\int \limits_{0}^{1} f \cdot T=\varphi(\gamma(1))-\varphi(\gamma(0)) \end{array} \)
\( \begin{array}{l} =\left(e^{\ln (4)}\right) \cdot 0 \\ =0 \\ \varphi(r(0))=\varphi\left(\binom{1}{\frac{\pi}{2}}\right)=|1| \cdot \sin \left(\frac{\pi}{2}\right)=\sin \left(\frac{\pi}{2}\right)=1 / \\ w_{\gamma}(f)=0-1=-1 / \end{array} \)

Avatar von

Du hast doch schon eine Aufgabe zum Kurvenintegral berechnet. Warum ist denn jetzt hier wieder unklar "was du rechnen musst"? Du solltest dich unbedingt intensiver mit deinen Unterlagen auseinander, auch was die mathematischen Notationen angeht.

Das wurde mir aber nicht klar, deswegen frage ich und darf ich auch nochmal fragen. Du brauchst nicht mehr auf die Fragen zu antworten, wenn es dich so stört.

Danke!

Da solltest du mal mitteilen, was dir ständig unklar ist. Ansonsten ist jede Hilfe vergeblich. Du hast doch den Ansatz für das Kurvenintegral gehabt. Warum bekommst du es jetzt nicht hin? Es ist doch genau dasselbe nur mit anderen Werten.

Außerdem stört es mich nicht. Für mich stellt sich nur die Frage, warum eine weitere Aufgabe nicht klappt, wenn man eine solche Aufgabe schon berechnet hat. Es könnte dir natürlich nun jemand die Lösung schicken, aber dann wirst du die nächste Aufgabe wieder nicht hinbekommen. Wenn du also nicht mitteilst, was dir eigentlich unklar ist, dann ist eine nachhaltige Hilfe schwierig. Außerdem könntest du dir die andere Aufgabe dazu nochmal anschauen, dann sollte es eigentlich auch klar werden. Und wenn nicht, das sollte dringend geklärt werden, warum es damit nicht klar wird.

Ja aber ich verstehe ja was mir erklärt wurde, aber ich verstehe nicht, wie man dann so ein langes Integral berechnen soll, weil das Integral ziemlich lang wird, genau das ist halt mein Problem

Das mit dem "langen Integral" und dem Potential hab ich Dir ja bei Deiner vorigen Frage (die irgendjemand als "wird gelöscht" markiert hat) schon erklärt. Hast Du das verstanden? Das geht ja hier genauso.

Es steht doch eine Rechnung da... wieso man dann sagt, man hätte es nicht verstanden, verstehe ich nicht.

2 Antworten

0 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

Du hast bei 2a) ein Potential \(\varphi\) für die Funktion \(F\) gefunden:$$\varphi(x;y)=x\cdot\sin(y)$$

Insbesondere gilt dann:$$\vec F(x;y)=\operatorname{grad}\varphi(x;y)=\frac{\partial\,\varphi(\vec x)}{\partial\vec x}$$

Damit kannst du das Kurvenintegral aus 2b) direkt hinschreiben:$$\int\limits_\gamma \vec F(\vec x)\,d\vec x=\int\limits_{\vec \gamma(0)}^{\vec\gamma(1)}\,\frac{\partial\,\varphi(\vec x)}{\partial\vec x}\,d\vec x=\int\limits_{(1;\frac\pi2)}^{(4;0)}d\varphi=\varphi(4;0)-\varphi(1;\frac\pi2)=-1$$

Avatar von 152 k 🚀
0 Daumen
aber ich verstehe nicht, wie man dann so ein langes Integral berechnen soll, weil das Integral ziemlich lang wird, genau das ist halt mein Problem

Mit dem Potential. Das ist ja der Sinn der ersten Teilaufgabe. Beachte dazu auch die Frage zu deinem anderen Kurvenintegral.

Dein Potential stimmt und in der Rechnung sehe ich jetzt keinen Fehler. Beachte \( \mathrm{e}^{\ln(4)} =4 \).

Avatar von 18 k

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community