
- •Теория поля
- •Составители: елисеев Игорь Спартакович
- •Содержание
- •1 Скалярное поле. Производная по направлению и градиент
- •2 Векторное поле. Векторные линии
- •3 Поток векторного поля
- •4 Формула остроградского. Дивергенция векторного поля
- •5 Линейный интеграл и циркуляция векторного поля
- •6 Ротор векторного поля. Формула стокса
- •7 Потенциальное векторное поле. Вычисление линейного интеграла в потенциальном поле
- •8. Варианты заданий
8. Варианты заданий
Первые три задачи каждого варианта необходимо решить при следующих условиях:
Найти работу векторного поля
вдоль заданной кривой
.
Пользуясь формулой Остроградского-Гаусса, вычислить поток вектора
через ориентированную поверхность
Пользуясь формулой Стокса, найти циркуляцию вектора
по контуру
в положительном направлении относительно вектора
.
Вариант № 1
;
- внешняя сторона боковой поверхности конуса
;
.
Показать, что поле вектора
потенциально, найти его потенциал.
Вариант № 2
от
до
;
- внешняя сторона части параболоида
отсеченного плоскостью
;
Вычислить ротор векторного поля
где
- постоянный вектор,
Вариант № 3
;
- внешняя сторона полусферы
;
- контур, образованный пересечением плоскости
с координатными плоскостями;
.
Найти производную скалярного поля
в точке
в направлении градиента поля
в точке
.
Вариант № 4
от точки
до
;
- внешняя сторона части поверхности параболоида
;
- контур треугольника
Вычислить дивергенцию векторного поля
где
и
- постоянные векторы, а
Вариант № 5
;
отрезок прямой от точки
до точки
;
внешняя сторона поверхности цилиндра
, ограниченного плоскостями
и
;
- линия пересечения цилиндра
с плоскостью
Вычислить дивергенцию поля
где
Вариант № 6
.
;
внешняя сторона боковой поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями
;
Найти ротор векторного поля
Вариант № 7
;
от точки
до точки
внешняя сторона части сферы
отсеченной плоскостью
;
Вычислить дивергенцию векторного поля
где
Вариант № 8
;
контур треугольника
;
внешняя сторона боковой поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями
;
Проверить, является ли соленоидальным векторное поле
Вариант № 9
;
контур
;
внешняя сторона полусферы
;
Является ли поле, образованное вектором
потенциальным?
Вариант № 10
; от
до
2.
;
внешняя сторона боковой поверхности
цилиндра
ограниченного плоскостями
3.
;
4.
Доказать, что поле вектора
потенциально и найти его потенциал.
Вариант № 11
1.;
первая
арка кривой
2.
;
внешняя сторона цилиндрической
поверхности
ограниченной плоскостями
3.
4.
Найти дивергенцию поля
где
Вариант № 12
1.
от
до
.
2.
;
внешняя сторона поверхности конуса
3.
4.
Найти производную функции
в точке (2;1) в направлении, идущем от этой
точки к началу координат.
Вариант № 13
;
от точки
до точки
;
внешняя сторона поверхности параболоида
ограниченного плоскостью
Вычислить дивергенцию векторного поля
в точке (1;1/2;-1).
Вариант № 14
от
до
-внешняя сторона однополостного гиперболоида
ограниченного плоскостями
.
;
пересечение параболоида
с координатными плоскостями
Вычислить ротор векторного поля
где
- постоянный вектор, а
Вариант № 15
;
от точки
до точки
;
-внешняя сторона поверхности конуса,
ограниченной плоскостями
;
.
Проверить, является ли векторное поле
потенциальным, и если оно потенциально, то вычислить его потенциал.
Вариант № 16
;
отрезок
от
до
;
внешняя сторона полусферы
;
.
Вычислить дивергенцию поля
где
- постоянный вектор.
Вариант № 17
;
ломаная
в направлении от
к
.
;
внешняя сторона поверхности конуса
ограниченного сферой
;
Вычислить дивергенцию векторного поля
в точке (1;2;3).
Вариант № 18
;
отрезок
в направлении от точки
к точке
;
внешняя сторона цилиндра
;
Вычислить ротор вектора
где
Вариант № 19
;
ломанная
.
;
внешняя сторона части поверхности параболоида
;
.
Найти производную функции
в точке
в направлении, идущем от этой точки к точке
Вариант № 20
;
дуга
одного витка винтовой линии
в направлении возрастания параметра.
;
внешняя сторона полусферы
3.
;
.
Найти потенциал векторного поля
если оно потенциально.
Вариант № 21
;
от точки
до точки
.
;
боковая поверхность пирамиды с вершиной в точке
основанием которой служит треугольник
;
Векторное поле образовано вектором
. Доказать, что оно потенциально и найти его потенциал;
Вариант № 22
;
прямая
от
к
.
;
внешняя сторона части поверхности параболоида
отсеченной плоскостью
;
пересечение плоскости
с координатными плоскостями;
Показать, что поле
потенциально и найти его потенциал.
Вариант № 23
;
от точки
до точки
;
внутренняя сторона цилиндрической поверхности
ограниченной плоскостями:
;
Показать, что векторное поле
является потенциальным, и его потенциал
является гармонической функцией, удовлетворяющий уравнению Лапласа
Вариант № 24
1.
;
от
до
.
2.
;
внутренняя
сторона поверхности параболоида
ограниченного плоскостью
3.
;
контур треугольника
с вершинами
и
4. Найти дивергенцию от градиента функции
в
точке
Вариант № 25
контур
;
верхняя сторона лежащей в первом октанте части плоскости
;
контур, лежащий в первом октанте и образованный пересечением поверхности
с плоскостями
Найти точки, в которых градиент функции
равен
Вариант № 26
;
контур
.
;
нижняя поверхность части параболоида
отсеченной плоскостью
;
линия пересечения цилиндра
с плоскостью
Доказать, что вектор
ортогонален
где
а
.
Вариант № 27
;
от точки
до точки
;
верхняя сторона поверхности сферы
лежащей в 1-м октанте.
;
часть линии пересечения сферы
с плоскостями
лежащая в первом октанте;
Вычислить дивергенцию векторного поля
где
постоянный вектор.
Вариант № 28
;
поверхность
куба
в направлении внешней нормали.
;
Найти величину и направление градиента поля
в точке
Вариант № 29
.
;
поверхность тела
, в направлении внешней нормали.
;
Найти дивергенцию поля
в точке
Вариант № 30
.
;
поверхность тела
в направлении внешней нормали.
;
контур, вырезаемый в первом октанте из параболоида
плоскостями
в положительном направлении относительно внешней нормали
параболоида.
Убедиться в потенциальности поля
.
Список литературы
Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления: В 2т.-М.: Физматлит, 2000,-Т.2.-560с.
Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах: В2ч.-М.: Высшая школа., 1999. ч.2-415с.
Задачи и упражнения по математическому анализу для ВТУЗов под ред. Б.П.Демидовича. М.:Изд-во «Астрель», 2003.-400с.
Гаврилов В.Ф. Кратные и криволинейные интегралы. Элементы теории поля.-M.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001.-600с.