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linalg[diverge] - ベクトル値関数の発散
使い方
diverge(f, v)
diverge(f, v, co)
パラメータ
f - 式のベクトルまたはリスト
v - f の変数からなる(f と同じ長さの)ベクトルまたはリスト
co - (オプション) 型 `=` を持つか、または3つの要素からなるリスト。このオプションは直交曲線座標系で発散を計算するのに使います。
説明
関数 diverge は、v に関する f の発散を計算します。ここで、f は v により与えられる変数のベクトル値関数です。
f の v に関する発散は、diff(f[i], v[i]) の和で定義されます。ただし i は f の長さをわたるとします。
3次元の場合、すなわち f が3つの変数の3次元関数で、かつ v が3つの変数のリストまたはベクトルからなる場合:
オプションの第3引数 co が coords = coords_name または coords = coords_name([const]) である場合、diverge は よく使われる直交曲線座標系 の上で作用します。Maple がサポートする座標系のリストについては、?coords を見て下さい。
単位ベクトル a[1], a[2], a[3], スケール因子 h[1], h[2], h[3] をもつ
直交曲線座標 v[1], v[2], v[3] に対し、 x,y,z を指定された直交曲線座標により定義される直交座標とする。次が成り立つ:
h[n]^2 = [diff(x,v[n])^2 + diff(y,v[n])^2 + diff(z,v[n])^2], n=1,2,3. f の発散の公式は以下のように与えられる:
diverge(f) = 1/(h[1]*h[2]*h[3])*sum(diff(h[1]*h[2]*h[3]* f[n]/h[n],v[n]),n=1..3)
もし オプションの第3引数 co がスケール因子を指定する3つの要素からなるリストならば、diverge は直交曲線座標系の上で作用します。
他の直交曲線座標系で発散を計算するには、ルーチン addcoords を使います。
2次元の場合は、3次元の場合と同様です。
コマンド with(linalg,diverge) により、このコマンドの省略形を使えます。
例
with(linalg):
Warning, the protected names norm and trace have been redefined and unprotected
f := vector([x, y^2, z]): v := vector([x, y, z]): diverge(f, v);
h := vector([r, sin(theta), z]): v := vector([r, theta, z]): diverge(h, v, coords=cylindrical);
i := vector([r, sin(theta)*r, cos(phi)*r]): v := vector([r, theta, phi]): diverge(i, v, coords=spherical);
は球面極座標でスケール因子を定義します
s := [1, r, r*sin(theta)]: diverge(i, v, s);
参照
coords, laplacian, linalg[grad], linalg[curl], addcoords
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