Integrabilitätsbedingung und Kurvenintegrale

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Questions and Answers

Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit das Vektorfeld a(x, y) als konservativ betrachtet werden kann?

  • $M(x, y) = N(x, y)$
  • Muss konstant sein
  • $\frac{\partial M}{\partial y} \neq \frac{\partial N}{\partial x}$
  • $\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$ (correct)

Welchen Wert hat $\frac{\partial M}{\partial y}$ für das Vektorfeld a(x, y)?

  • $-5$ (correct)
  • $-4$
  • $0$
  • $5$

Wie lautet die allgemeine Form der Stammfunktion f(x, y) für das Vektorfeld a(x, y)?

  • $2x^2 - 5yx + y^2 + C$ (correct)
  • $4x^2 - 5xy + 2y + C$
  • $x^2 - 5y^2 + C$
  • $2xy - 5x + y^2 + C$

Wie wird das Kurvenintegral $\int_C a \cdot dr$ für ein konservatives Vektorfeld berechnet?

<p>$f(B) - f(A)$ (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Wert von $f(A)$, wenn $A = (0, 1)$?

<p>$1 + C$ (B)</p> Signup and view all the answers

Wie ist der Wert von $f(B)$, wenn $B = (2, 3)$?

<p>$-13 + C$ (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Ergebnis ergibt das Kurvenintegral über die Kurven C1 und C2?

<p>$-14$ (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion repräsentiert $\phi(y)$ in der Berechnung der Stammfunktion?

<p>$y^2 + C$ (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Bedingung zur Überprüfung der Integrabilität für die Vektorfelder?

<p>$ rac{ ext{d}M}{ ext{d}y} = rac{ ext{d}N}{ ext{d}x}$ (B)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die Stammfunktion $f(x, y)$ für das Vektorfeld $b(x, y)$?

<p>$f(x, y) = - rac{y}{x-y} + C$ (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist das Ergebnis des Kurvenintegrals über $b(x, y)$ von Punkt $A$ nach Punkt $B$?

<p>2 (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Wert von $ rac{ ext{d}M}{ ext{d}y} - rac{ ext{d}N}{ ext{d}x}$ für $b(x, y)$?

<p>0 (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Annahme wird bei der Berechnung von $f(x, y)$ für das Vektorfeld $b(x, y)$ gemacht?

<p>$y$ ist konstant (D)</p> Signup and view all the answers

Was wird bei der Ableitung von $f(x, y)$ nach $y$ verwendet?

<p>$ rac{ ext{d}f}{ ext{d}y} = - rac{x}{(x-y)^2}$ (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Konservativität des Vektorfeldes?

<p>Das Kurvenintegral ist unabhängig vom gewählten Weg. (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Punkt führt zur selben Berechnung für $f(x, y)$ in $b(x, y)$?

<p>$f(0, 1)$ (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Integrabilitätsbedingung

Bedingung, die überprüft, ob ein Vektorfeld konservativ ist.

Konservatives Vektorfeld

Vektorfeld, bei dem das Kurvenintegral nur von den Endpunkten der Kurve abhängt.

Stammfunktion

Eine Funktion, deren Gradient das Vektorfeld ist.

Kurvenintegral

Integral entlang einer Kurve, berechnet über die Komponenten des Vektorfelds und die Ableitungen der Kurve.

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Partielle Ableitung

Ableitung einer Funktion nach einer Variablen, während die anderen Variablen als konstant betrachtet werden.

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Vektorfeld

Eine Funktion, die jedem Punkt im Raum einen Vektor zuordnet.

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Endpunkte

Die Anfangs- und Endpunkte der Kurve für das Kurvenintegral.

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Integrabilitätsbedingung bei konservativen Vektorfeldern

Die Gleichheit der partiellen Ableitungen der Komponenten von Vektorfeldern.

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Kurvenintegral (über C)

Ein Integral längs einer Kurve C; es misst den Beitrag des Vektorfelds entlang des Weges.

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Vektorfeld b(x, y)

Ein Vektorfeld mit den Komponenten M(x,y) und N(x,y).

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Wegunabhängigkeit

Das Kurvenintegral ist nur vom Anfangs- und Endpunkt des Weges abhängig, nicht vom Verlauf des Weges.

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Integrabilitätsbedingung Ergebnis 0

Die Integrabilitätsbedingung ist erfüllt, wenn die Differenz der partiellen Ableitungen von M und N null ist.

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Study Notes

Integrabilitätsbedingung und Kurvenintegrale

  • Vektorfelder: Zwei Vektorfelder (a(x, y)) und (b(x, y)) werden betrachtet.
  • Integrabilitätsbedingung: Das Kriterium (\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}) prüft, ob ein Vektorfeld konservativ ist und eine Stammfunktion besitzt.
  • Konservative Vektorfelder: Konservative Vektorfelder besitzen eine Stammfunktion, und das Kurvenintegral ist nur vom Anfangs- und Endpunkt abhängig und nicht vom Weg.
  • Berechnung der Stammfunktion: Die Stammfunktion (f(x, y)) wird durch Integration ermittelt.
  • Kurvenintegral: Das Kurvenintegral wird mit der Stammfunktion berechnet als (f(B) - f(A)), wobei (A) und (B) Anfangs- und Endpunkt der Kurve sind.
  • Vektorfeld a(x,y):
    • Partielle Ableitungen: (\frac{\partial M}{\partial y} = -5) und (\frac{\partial N}{\partial x} = -5). Also ist die Bedingung erfüllt.
    • Stammfunktion: (f(x, y) = 2x^2 – 5xy + y^2 + C).
    • Kurvenintegral (A=(0, 1), B=(2, 3)): -14
  • Vektorfeld b(x,y):
    • Partielle Ableitungen: Nach längeren Rechnungen ergibt sich, dass (\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}) und die Integrabilitätsbedingung erfüllt ist.
    • Stammfunktion: (f(x, y) = -\frac{y}{x - y} + C).
    • Kurvenintegral (A=(0, 1), B=(2, 3)): 2

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