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[Risolto] Potenziale di un campo vettoriale

  

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Buon pomeriggio, avevo erroneamente caricato delle foto di un altro esercizio, che ho inserito sul gruppo. Di questo allego traccia e risoluzione. Per favore chiedo aiuto. Vi ringrazio in anticipo.

 Dato il campo vettoriale
$$
\begin{array}{l}
\vec{F}(x, y)=\left(y \ln \left(1+x^2\right)+\frac{2 x^2 y}{1+x^2}+\frac{2 x y}{x^2+y^2}, x \ln \left(1+x^2\right)+\ln \left(x^2+y^2\right)+\frac{2 y^2}{x^2+y^2}+y\right) \\
\text { stabilire se è conservativo in } A=\left\{(x, y) \in R ^2\right.
\end{array}
$$
stabilire se è conservativo in $A=\left\{(x, y) \in R ^2: x>0, y>0\right\}$ e, in caso affermativo, determinare un potenziale.

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Vado molto rapidamente.

dX/dy = ln (1 + x^2) + 2x^2/(1+x^2) + [ 2x(x^2 + y^2) - 2xy * 2y ]/(x^2 + y^2)^2

dY/dx = ln ( 1 + x^2) + x * 2x/(1 + x^2) + 2x/(x^2 + y^2) - 2y^2*2x/(x^2 + y^2)^2

sono uguali per cui la condizione necessaria é soddisfatta. Il dominio A é semplicemente

connesso e quindi il campo assegnato é conservativo.

Ricerca dei potenziali.

Essendo due componenti utilizziamo il metodo sintetico.

La prima componente é dV/dx per cui integrando rispetto a x risulta

V = y S 1* ln (1 + x^2) + y S 2x^2/(1 + x^2) dx + y S 2x/(x^2 + y^2) dx =

= y [ x ln (1 + x^2) - S x* 2x/(1 + x^2) dx ] + S 2x^2/(1 + x^2) dx +

+ y ln (x^2 + y^2) + g(y) =

= xy ln (1 + x^2 ) + y ln (x^2 + y^2) + g(y) 

Ora imponiamo che dV/dy sia uguale alla seconda componente

dV/dy = x ln (1 + x^2) + ln (x^2 + y^2) + y * 2y/(x^2 + y^2) + g'(y)

i primi tre addendi sono ordinatamente presenti nella traccia.

Per l'uguaglianza dell'ultimo deve risultare infine g'(y) = y

da cui g(y) = 1/2 y^2 + C e quindi

V(x,y) = xy ln (1 + x^2 ) + y ln (x^2 + y^2) + y^2/2 + C

 

@eidosm grazie mille davvero.



Risposta
SOS Matematica

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