Задача 8.1
Векторное поле , где , называется потенциальным, если оно является градиентом некоторого скалярного поля , т.е.. , векторный дифференциальный оператор «набла» (оператор Гамильтона). При этом функция называется потенциалом векторного поля .
Необходимым и достаточным условием потенциальности поля , заданного в односвязной области, является равенство нулю его ротора: .
Поэтому для проверки потенциальности данного поля вычислим его ротор:
; для данного поля его проекции равны: , , , поэтому ,
следовательно, данное векторное поле является потенциальным.
Для нахождения потенциала учитываем, что , поэтому . Для данного поля получим
Далее восстанавливаем функцию по ее полному дифференциалу интегрированием от некоторой фиксированной точки, например, до переменной точки по ломаной, состоящей из отрезков, параллельных осям координат:
= =
.
Проверка: что совпадает с данным вектором в условии задачи, следовательно, функция найдена правильно.
В ответе учтем, что потенциал векторного поля находится с точностью до постоянного слагаемого С.
Ответ к задаче 8.1: .
|