- •§1. Скалярные и векторные поля.
- •§2. Поверхности и линии уровня.
- •§3. Производная по направлению скалярного поля.
- •Контрольное задание 2.
- •§4. Градиент скалярного поля.
- •Контрольное задание 3.
- •§5. Векторные линии поля.
- •Контрольное задание 4.
- •§6. Линейный интеграл векторного поля.
- •Формула Грина.
- •Контрольное задание 5.
- •§7. Потенциальное векторное поле.
- •Примеры потенциальных полей.
- •Контрольное задание 6.
- •§8. Поток векторного поля.
- •Контрольное задание 7.
- •§9. Дивергенция векторного поля. Соленоидальное векторное поле.
- •Формула Остроградского – Гаусса.
- •Контрольное задание 8.
- •§10. Ротор (вихрь) векторного поля. Формула Стокса.
- •Контрольное задание 9.
- •§11. Операторы Гамильтона и Лапласа.
- •Дифференциальные операции второго порядка.
- •Запись дифференциальных операций второго порядка в операторной форме.
- •Контрольное задание 10.
- •Ответы к контрольным заданиям.
- •Список литературы.
- •Оглавление.
- •Скалярные и векторные поля. 4
Контрольное задание 10.
Найти , , .
Для векторного поля вычислить , .
Доказать, что плоское векторное поле, потенциалом которого служит функция , гармоническое.
Ответы к контрольным заданиям.
№1.
1) Семейство параболоидов и ось OZ;
2) плоскость YOZ и семейство конусов , ;
3) семейство гиперб. параболоидов , плоскости ;
4) семейство эллипт. параболоидов ;
5) семейство гипербол , оси OX и OY.
№2.
1) ; 2) ; 3) .
№3.
1) ; 4)а) на прямой ;
2) ; б) в точках конуса ;
3) ; в) в точке ;
5) .
№4.
Эллипсы ; 2) ;
3) Прямые линии , с выколотой точкой O(0,0,0).
4) .
№5.
1) ; 2)а) 0; б) 0; 3) ; 4) , 5) .
№6.
1) - линии равного потенциала,
векторные линии ; ;через точку A проходит вект. линия ,эквипотенц. линия
2) ; 3) ;
4) .
№7.
1) ; 2) а) 0; б) ; 3) .
№8.
1)Поле нейтрально на плоскости . Над этой плоскостью – стоки поля, под ней – источники;
2) ; 3) 0; 4) ; 5) а) ; б) .
№9.
1) ; 2) ; 3) при , , нет, да;
4) Ц= , Ц ; 6) .
№10.
1) , , ;
2) ,
.
Типовой расчёт. «Теория поля».
Задача 1. Дано векторное поле
Проверить, что это поле является потенциальным.
Найти потенциал поля
Найти уравнение линий равного потенциала и изобразить линии равного потенциала на чертеже.
Составить уравнение векторных линий поля и изобразить векторные линии на том же чертеже, указав стрелками направление векторных линий.
Вычислить линейный интеграл .
Вар. |
Векторное поле |
Точка A |
Точка B |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
10 |
|
|
|
11 |
|
|
|
12 |
|
|
|
13 |
|
|
|
14 |
|
|
|
15 |
|
|
|
16 |
|
|
|
17 |
|
|
|
18 |
|
|
|
19 |
|
|
|
20 |
|
|
|
21 |
|
|
|
22 |
|
|
|
23 |
|
|
|
24 |
|
|
|
25 |
|
|
|
26 |
|
|
|
27 |
|
|
|
28 |
|
|
|
29 |
|
|
|
30 |
|
|
|
Задача 2. Дано векторное поле .
Найти дивергенцию векторного поля , исследовать расположение источников и стоков векторных линий поля.
Найти поток векторного поля через замкнутую поверхность .
Найти ротор векторного поля .
Вычислить циркуляцию поля вдоль замкнутой линии двумя способами: а) преобразовав линейный интеграл в определенный с использованием уравнений линии ; б) преобразовав линейный интеграл в поверхностный с помощью теоремы Стокса.
Выяснить, как изменится циркуляция поля вдоль контура , если изменить расположение контура в данном поле. Найти наибольшее значение циркуляции для данного контура.
Вар. |
Поле : - поверхность, ограничивающая тело Т. - замкнутая линия |
1 |
. -контур прямоугольника с вершинами |
2 |
. состоит из дуги окружности и двух отрезков прямых и , |
3 |
. -контур треугольника с вершинами |
4 |
. -контур треугольника с вершинами |
5 |
. -контур параллелограмма с вершинами |
6 |
. -контур параллелограмма с вершинами |
7 |
. -контур треугольника с вершинами |
8 |
. -контур параллелограмма с вершинами
|
9 |
. -контур треугольника с вершинами |
10 |
. -контур треугольника с вершинами |
11 |
. -контур треугольника с вершинами |
12 |
. -контур треугольника с вершинами |
13 |
. состоит из дуги эллипса и его диаметра : |
14 |
. -эллипс обходимый в направлении |
15 |
. -контур треугольника с вершинами |
16 |
. -контур прямоугольника с вершинами |
17 |
. -контур треугольника с вершинами |
18 |
. состоит из дуги окружности и ее диаметра : |
19 |
. -контур параллелограмма с вершинами |
20 |
. -контур треугольника с вершинами |
21 |
. -контур ромба с вершинами |
22 |
. -контур прямоугольника с вершинами |
23 |
. состоит из дуги эллипса : и его диаметра , |
24 |
. -контур треугольника с вершинами |
25 |
. состоит из дуги окружности и ее диаметра : |
26 |
. - контур ромба с вершинами |
27 |
. -контур треугольника с вершинами |
28 |
- состоит из дуги окружности и двух отрезков прямых и : |
29 |
. -контур параллелограмма с вершинами
|
30 |
. -контур прямоугольника с вершинами
|