0 Daumen
443 Aufrufe

Hallo liebe Helfer...

Gegeben ist mir ein Vektorfeld F=(3xy,-5z,10x) und ein Weg r=(t^2+1 ,2t^2 ,t^3) mit 1<=t<=2.
Ich soll das Integral über das Vektorfeld entlang des Weges berechnen.
Ich weiß nicht wie man über einen Vektor integriert wenn das Differenzial auch ein Vektor ist.
Bitte um Hilfe

Avatar von

1 Antwort

+1 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

Es ist \(\vec F=(3xy|-5z|10x)\) und \(\vec r=(t^2+1|2t^2|t^3)\) mit \(t\in[1;2]\).

$$E=\int\limits_{\vec r(1)}^{\vec r(2)}\vec F\,d\vec r=\int\limits_1^2\vec F\,\frac{d\vec r}{dt}\,dt=\int\limits_1^2\left(\begin{array}{c}3(t^2+1)(2t^2)\\-5t^3\\10(t^2+1)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}2t\\4t\\3t^2\end{array}\right)\,dt$$$$\phantom{E}=\int\limits_1^2\left((6t(2t^4+2t^2)-20t^4+30(t^4+t^2)\right)dt$$$$\phantom{E}=\int\limits_1^2\left(12t^5+12t^3+10t^4+30t^2\right)dt$$$$\phantom{E}=\left[2t^6+3t^4+2t^5+10t^3\right]_1^2=320-17=303$$Der Übergang von \(d\vec r\) zu \(\frac{d\vec r}{dt}\,dt\) ist entscheidend. Damit kann man das Integral über ein Vektor-Differential auf ein Integral über ein Parameter-Differential zurückführen. Wichtig ist auch noch, dass du in dem Vektorfeld die Koordinaten durch die Koordinaten des Weges ersetzt. Das ist erlaubt, weil du dich ja genau auf diesem Weg durch das Feld \(\vec F\) bewegst.

Wenn du noch irgendwelche Fragen hast, bitte einfach nochmal melden...

Avatar von 152 k 🚀

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community