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[quote="Tintenfisch"]Hallo Eine Ellipse ist durch die Gleichung [latex]\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1[/latex] gegeben. Hier wird also nur die x - y - Achse betrachtet. Hier ist z = 0. Eine mögliche Parameterdarstellung dieser Ellipse ist auch gegeben: [latex]\vec{l}(t) = \begin{pmatrix} x(t) \\ y(t) \\ z(t) \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a * cos(t) \\ b * sin(t) \\ 0 \end{pmatrix} [/latex] wobei [latex]0 \leq t \leq 2 \pi[/latex] Der Flächennormalvektor der Ellipse zeigt in z - Richtung, steht also senkrecht zur x - y - Ebene, und deshalb ist die Fläche A der Ellipse gleich dem Fluss des konstanten Vektorfelds [latex]\vec{e_z} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} [/latex] durch die Ellipse, also [latex]A = \int_S^. \! \vec{e_z} \, \dd \vec{A} [/latex] _____________________________________________________________ Nun soll ich zuerst ein Vektorfeld [latex]\vec{F}(\vec{r}) [/latex] finden, so dass [latex]\vec{\nabla} X \vec{F} = \vec{e_z} [/latex] Wenn ich das Kreuzprodukt ausschreibe, bekomme ich ja folgendes: [latex]\begin{pmatrix} \frac{\partial }{\partial x} \\ \frac{\partial }{\partial y} \\ \frac{\partial }{\partial z} \end{pmatrix} X \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} [/latex] [latex]\begin{pmatrix} \frac{\partial }{\partial y} z - \frac{\partial }{\partial z} y \\ \frac{\partial }{\partial z} x - \frac{\partial }{\partial x} z \\ \frac{\partial }{\partial x} y - \frac{\partial }{\partial y} x \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} [/latex] Das verstehe ich aber jetzt nicht ganz. Demnach können bei meinem Vektorfeld x und y = 0 sein? Und z könnte z.B. was sein? Bei b) soll ich die Fläche A der Ellipse ausrechnen, indem ich das Flächenintegral mithilfe des Stokes'Schen Satzes auf ein Linienintegral über mein in a) berechnetes Vektorfeld zurückführe. Das weiß ich leider gar nicht, wie ich da beginnen soll. Bedanke mich sehr für Eure Hilfe Schöne Grüße[/quote]
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Sirius
Verfasst am: 16. Jan 2014 16:51
Titel: Re: Stokes'scher Satz
Tintenfisch hat Folgendes geschrieben:
Nun soll ich zuerst ein Vektorfeld
finden, so dass
Wenn ich das Kreuzprodukt ausschreibe, bekomme ich ja folgendes:
Du willst hier ja, dass die Rotation eines Vektorfeldes F den Einheitsvektor in z-Richtung ergibt. Du hast hier statt von einem beliebigen Vektorfeld aber die Rotation vom Ortsvektor selbst berechnet und gleich dem Einheitsvektor in z-Richtung gesetzt. Das ist aber schon unlösbar, da die Rotation vom Ortsvektor Null ist. Setze statt x,y,z also F_1,F_2,F_3 ein und versuche irgendeine Kombination von diesen rauszufinden, sodass sich letztlich der Einheitsvektor in z-Richtung ergibt.
Tintenfisch
Verfasst am: 15. Jan 2014 21:02
Titel: Stokes'scher Satz
Hallo
Eine Ellipse ist durch die Gleichung
gegeben. Hier wird also nur die x - y - Achse betrachtet. Hier ist z = 0.
Eine mögliche Parameterdarstellung dieser Ellipse ist auch gegeben:
wobei
Der Flächennormalvektor der Ellipse zeigt in z - Richtung, steht also senkrecht zur x - y - Ebene, und deshalb ist die Fläche A der Ellipse gleich dem Fluss des konstanten Vektorfelds
durch die Ellipse, also
_____________________________________________________________
Nun soll ich zuerst ein Vektorfeld
finden, so dass
Wenn ich das Kreuzprodukt ausschreibe, bekomme ich ja folgendes:
Das verstehe ich aber jetzt nicht ganz. Demnach können bei meinem Vektorfeld x und y = 0 sein? Und z könnte z.B. was sein?
Bei b) soll ich die Fläche A der Ellipse ausrechnen, indem ich das Flächenintegral mithilfe des Stokes'Schen Satzes auf ein Linienintegral über mein in a) berechnetes Vektorfeld zurückführe.
Das weiß ich leider gar nicht, wie ich da beginnen soll.
Bedanke mich sehr für Eure Hilfe
Schöne Grüße