벡터장 를 아래에 그렸습니다.

다음 물음에서 그래프로 가장 잘 뒷받침되는 답을 고르세요.
(a) 점 에서의 미분계수 는 (a) 양수이다, (b) 음수이다, (c) 0이다, (d) 알 수 있는 정보가 충분하지 않다. (b) 점 에서의 미분계수 는 (a) 양수이다, (b) 음수이다, (c) 0이다, (d) 알 수 있는 정보가 충분하지 않다. (c) 점 에서 의 회전(curl)은 (a) 방향이다 (b) 방향이다 (c) 0이다 (d) 알 수 있는 정보가 충분하지 않다. (d) 입자가 곡선 을 따라 점 에서 점 까지 움직일 때 벡터장이 한 일은 (a) 양수이다 (b) 음수이다 (c) 0이다 (d) 알 수 있는 정보가 충분하지 않다. (e) 입자가 곡선 를 따라 점 에서 점 까지 움직일 때 벡터장이 한 일은 (a) 양수이다 (b) 음수이다 (c) 0이다 (d) 알 수 있는 정보가 충분하지 않다. (f) 벡터장 는 (a) 어떤 함수 의 그래디언트이다 (b) 어떤 벡터장 의 회전이다 (c) 보존적이지 않다 (d) 발산이 0이다.
영어 원문 보기
The vector field is plotted below.

In the following questions, give the answer that is best supported by the plot.
(a) The derivative at the point labelled is (a) positive, (b) negative, (c) zero, (d) there is not enough information to tell. (b) The derivative at the point labelled is (a) positive, (b) negative, (c) zero, (d) there is not enough information to tell. (c) The curl of at the point labelled is (a) in the direction of (b) in the direction of (c) zero (d) there is not enough information to tell. (d) The work done by the vector field on a particle travelling from point to point along the curve is (a) positive (b) negative (c) zero (d) there is not enough information to tell. (e) The work done by the vector field on a particle travelling from point to point along the curve is (a) positive (b) negative (c) zero (d) there is not enough information to tell. (f) The vector field is (a) the gradient of some function (b) the curl of some vector field (c) not conservative (d) divergence free.
정답·풀이 보기
(a) 는 의 성분이다. 를 지나 수직 위쪽으로 움직이면 그 성분은 감소한다. 따라서 에서 이다.
(b) 는 의 성분이다. 를 지나 수평 오른쪽으로 움직이면 그 성분은 증가한다. 따라서 에서 이다.
(c) 이고 에서 이므로, 에서 의 회전은 방향이다.
(d) 곡선 을 따라 와 가 이루는 각의 크기가 보다 작으므로 이고 이다.
(e) 곡선 를 따라 와 가 이루는 각의 크기가 보다 크므로 이고 이다.
(f) 가 보존적이라면 이어야 한다. 그런데 이 두 적분은 부호가 반대이므로 는 보존적이지 않다. ( 가 보존적이지 않으므로 어떤 함수의 그래디언트가 아니다. 에서 이고 이다. 따라서 는 발산이 0이 아니며 벡터 퍼텐셜의 회전도 아니다.)
원본 교재 풀이(영어)
(a) is the -component of . As we travel vertically upward through , that -component decreases. Hence at .
(b) is the -component of . As we travel horizontally to the right through , that -component increases. Hence at .
(c) and at , so that the curl of at is in the direction of .
(d) Along the curve the magnitude of the angle between and is less than , so that and .
(e) Along the curve the magnitude of the angle between and is greater than , so that and .
(f) If were conservative, we would have . As these two integrals have opposite signs is not conservative. (Since is not conservative, it is not the gradient of some function. At , and . So is not divergence free and is not the curl of a vector potential.)
한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 3권 · 6.2절 · 39번우리말 번역
다음 연습문제에서, 표시된 경로를 따라 움직이는 물체에 힘의 장 F 가 한 일을 구하세요.
의 값을 구하세요. 단, 경로는 C: 를 따라 (0, 0)에서 (1, 3)까지이다.
다 풀었으면 정답 확인