兩向量場的叉乘的旋度怎麼計算?

時間 2021-05-14 19:01:13

1樓:豆沙麵包

事實上,可借助於三向量叉積公式

如果是物理,比如電動力學遇到這種,上面的公式非常實用。具體如下:

因為微分算符要麼作用在A,要麼作用在B,這裡用下標AB區分。

進一步化簡得到:

注意 只能作用在A上,因此 最後變成 ,這裡微分只可能作用在A上了,因此去掉下標。

同理對 進行同樣處理,最後得到

事實上借助高等數學知識即可,但是如果借助張量運算則更為簡單。先回歸下高數知識。

設兩向量場為 ,則其叉乘結果可形式化表示為

同時對向量的旋度可表示為

這裡未使用一般高數教材的表示( ),而是使用了下標的方式,目的是為了之後的張量計算。將下標 替換為 , 替換為 即可得到與一般高數教材一致的結果。但回答的重點不在於僅僅使用高數知識進行推導,因為整合兩步計算可能略顯複雜。

因此以下用張量運算進行重新計算。

借助上面向量場的表示,則叉乘可簡單表述為

其中 為全反對稱張量,也有稱作Eddington張量

旋度計算可類似表述為

則得到以下結果

對Eddington張量,有結果 ,其中 為Kronecker符號,即

於是上式可化簡為

即 ,比如計算下 分量為

,這與高數得到的結果一致。

再進一步,借用分部微分將結果化簡

這就證明了上面的公式

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