Curl

Curl[{f1,f2},{x1,x2}]

回転 を与える.

Curl[{f1,f2,f3},{x1,x2,x3}]

回転 を与える.

Curl[f,{x1,,xn}]

××× 配列 f の, 次元ベクトル{x1,,xn}についての回転を与える.

Curl[f,x,chart]

座標 chart で回転を与える.

詳細

  • Curlは,循環密度としても知られている.
  • Curl[f,x]xf と入力することができる.記号 delまたは\[Del]とタイプし,記号 crossまたは\[Cross]とタイプする.変数 x のリストは下付き文字として入力される.
  • 空のテンプレート delxと入力する.を使ってカーソルを下付き文字から移動することができる.
  • 与えられた変数に明示的に依存しない数量はすべて偏導関数が0であるとみなされる.
  • Curl[f,{x1,,xn}]では,f が深さ k<n の配列の場合,その次元は{n,,n}でなければならない.結果の回転は次元{n,,n}で深さ n-k-1の配列である.
  • f がスカラーの場合,Curl[f,{x1,,xn},chart]chart に関連する正規直交基底で深さ n-1の配列を返す.
  • Curl[f,{x1,,xn},chart]では,f が配列の場合,f の成分は chart に関連する正規直交基底にあると解釈される.
  • ユークリッド空間の座標グラフについては,Curl[f,{x1,,xn},chart]は,f をデカルト座標に変換し,通常の回転を計算して再び chart に変換し直すことで計算できる. »
  • Curlの第3引数中の座標チャートはトリプル{coordsys,metric,dim}として,CoordinateChartDataの第1引数における場合と同様に指定することができる.dim を省略した短縮形を使うこともできる.
  • CurlSparseArrayオブジェクトおよび構造配列オブジェクトに使うことができる.

例題

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  (4)

直交座標でのベクトル場の回転:

円柱座標でのベクトル場の回転:

2次元の回転:

del を, で下付き文字にした変数のリストを,cross を入力する:

delx でテンプレート を入力し,変数を記入し, を押してして関数を入力する:

スコープ  (6)

極座標での回転:

曲線座標系では,一定の要素を持つベクトルであっても回転が零であることがある:

階数2のテンソルの回転:

測定基準,座標系,パラメータを指定する回転:

Curlはより高階の配列を作ることができる:

これは4階の配列である:

Curlは曲がった空間に使うことができる:

アプリケーション  (3)

ベクトル場は,回転が零である場合,無回転または保存的であると呼ばれる:

これは,視覚的には,ベクトル場の流線が小さい閉じたループを形成しない傾向にあることを意味する:

これは,解析的には,ベクトル場がスカラー関数の勾配として表せることを意味する.この関数は,原点から任意の点{x,y}までの回転をパラメータ化することで求められる:

スカラー関数は回転に沿った v の線積分を使って求めることができる:

結果を確かめる:

ベクトル場は,球対称でラジアル成分のみを持つ場合は,中心的であると呼ばれる:

すべての中心ベクトル場は保存的である,または回転が無い:

これは,v が勾配場であることを意味する.v には径方向依存性しかないので,u ポテンシャルの線積分は単純な一次元積分に簡約される:

結果を確かめる:

発散のないベクトル場はベクトルポテンシャルの回転として表すことができる:

ベクトルポテンシャルを求めたければ,まず劣決定系を解かなければならない:

が定数であれば最初の2つの方程式が満たされる.その場合,3番目の方程式には という明らかな解がある:

特性と関係  (7)

Curlは完全に反対称の配列を作る:

勾配の回転は零である:

非スカラー入力の場合でさえも,結果は0である:

この恒等式はGradInactive形によって順守される:

次元 では,Curlは階数が より低いテンソルについてのみ定義される:

Curlは,反対称化されたGradHodgeDualへの呼出しが続いたものに比例する:

比例定数はである.ただし,rf の階数である:

デカルト座標に変換して計算し,再びデカルト座標から変換し直すことで,ユークリッド座標グラフ cCurlを計算する:

結果は直接Curl[f,{x1,,xn},c]を計算したものと同じである:

次元 では,スカラーの回転は階数 のテンソルである.したがって, の結果は階数2のテンソルである:

階数 のテンソルの回転はスカラーである:

スカラー場の二重回転はそのスカラーのラプラシアンである.二次元では次のようになる:

三次元でも同じ結果になる:

インタラクティブな例題  (1)

ベクトル関数の回転についての式をさまざまな座標系で見る:

Wolfram Research (2012), Curl, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/Curl.html (2014年に更新).

テキスト

Wolfram Research (2012), Curl, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/Curl.html (2014年に更新).

CMS

Wolfram Language. 2012. "Curl." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2014. https://reference.wolfram.com/language/ref/Curl.html.

APA

Wolfram Language. (2012). Curl. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/Curl.html

BibTeX

@misc{reference.wolfram_2024_curl, author="Wolfram Research", title="{Curl}", year="2014", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/Curl.html}", note=[Accessed: 25-November-2024 ]}

BibLaTeX

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