Efter videon följer ett problem som du kan lösa för att testa att du tillgodogjort dig innehållet.
Problem:
Betrakta motsvarande problem i två variabler, alltså låt \[ \mathbf{E}=(E_1,E_2)=\left(\frac{x}{(x^2+y^2)^{\alpha}},\frac{y}{(x^2+y^2)^{\alpha}}\right). \] Bestäm det värde på \(\alpha\) för vilket \[ \mathrm{div}{\bf E}=\frac{\partial E_1}{\partial x}+\frac{\partial E_2}{\partial y}=0. \] (ganska lätt)Svar:
Derivation ger
\[
\frac{\partial E_1}{\partial x}=
\frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{x}{(x^2+y^2)^{\alpha}}\right)=
\frac{(x^2+y^2)^{\alpha}-2\alpha x^2{(x^2+y^2)^{\alpha -1}}}{(x^2+y^2)^{2\alpha}},
\]
\[
\frac{\partial E_2}{\partial x}=
\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{y}{(x^2+y^2)^{\alpha}}\right)=
\frac{(x^2+y^2)^{\alpha}-2\alpha y^2{(x^2+y^2)^{\alpha -1}}}{(x^2+y^2)^{2\alpha}}.
\]
Addition av uttrycken ger
\[
\frac{\partial E_1}{\partial x}+\frac{\partial E_2}{\partial y}=
\frac{2(x^2+y^2)^{\alpha}-2\alpha (x^2+y^2){(x^2+y^2)^{\alpha -1}}}{(x^2+y^2)^{2\alpha}}=
\]
\[
\frac{2-2\alpha}{(x^2+y^2)^{\alpha}}.
\]
Detta uttryck blir uppenbarligen 0 om och endast om $\alpha=1$.
Maila för handledning.
Hur upplevde du problemet?
Svårighet:
Relevans:
Svårighet:
Relevans: