kaoyan1basic 线性代数 第615题

教材习题

📝 题目

### 第615题 向量场 $\boldsymbol{A}(x, y, z)=(x+y+z) \boldsymbol{i}+x y \boldsymbol{j}+z \boldsymbol{k}$ 的旋度 $\operatorname{rot} \boldsymbol{A}=$ $\_\_\_\_$。

💡 答案解析

**答案**:$y\boldsymbol{i}+(1-1)\boldsymbol{j}+(y-1)\boldsymbol{k}$ 或 $y\boldsymbol{i}+0\boldsymbol{j}+(y-1)\boldsymbol{k}$ **解析**:旋度公式$\displaystyle \operatorname{rot}\boldsymbol{A}=\begin{vmatrix}\boldsymbol{i}&\boldsymbol{j}&\boldsymbol{k}\\\frac{\partial}{\partial x}&\frac{\partial}{\partial y}&\frac{\partial}{\partial z}\\P&Q&R\end{vmatrix}$,其中$P=x+y+z$,$Q=xy$,$R=z$。计算得:$\displaystyle \frac{\partial R}{\partial y}-\frac{\partial Q}{\partial z}=0-0=0$,$\displaystyle \frac{\partial P}{\partial z}-\frac{\partial R}{\partial x}=1-0=1$,$\displaystyle \frac{\partial Q}{\partial x}-\frac{\partial P}{\partial y}=y-1$。故$\operatorname{rot}\boldsymbol{A}=0\boldsymbol{i}+1\boldsymbol{j}+(y-1)\boldsymbol{k}=\boldsymbol{j}+(y-1)\boldsymbol{k}$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:写出旋度公式
旋度公式为 rot A = | i j k; ∂/∂x ∂/∂y ∂/∂z; P Q R |,其中 P=x+y+z, Q=xy, R=z。
公式:rot A = ∇ × A = | i j k; ∂/∂x ∂/∂y ∂/∂z; P Q R |
提示:注意行列式的展开顺序。
步骤 2/3
目标:计算各分量偏导数
计算 ∂R/∂y = 0, ∂Q/∂z = 0, 所以第一个分量为 0-0=0;∂P/∂z = 1, ∂R/∂x = 0, 所以第二个分量为 1-0=1;∂Q/∂x = y, ∂P/∂y = 1, 所以第三个分量为 y-1。
公式:rot A = (∂R/∂y - ∂Q/∂z)i + (∂P/∂z - ∂R/∂x)j + (∂Q/∂x - ∂P/∂y)k
提示:注意偏导数的计算顺序,避免符号错误。
步骤 3/3
目标:写出旋度结果
因此 rot A = 0i + 1j + (y-1)k = j + (y-1)k。
提示:结果可以简化为 j + (y-1)k。

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