유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
72문제 · 4 / 4쪽
61.OpenStax 3권 · 6.5절 · 61번대학 수준우리말 번역
다음 연습문제에서, R3 안의 고체가 온도 분포 T(x,y,z)=100e−x2+y2+z2 을 갖는다고 하세요. 이 물체 안의 열류 벡터장은 F=−k∇T 이며, 여기서 k>0 은 물질의 성질입니다. 열류 벡터는 기울기의 반대 방향, 즉 온도가 가장 크게 감소하는 방향을 가리킵니다. 열류 벡터의 발산은 ∇⋅F=−k∇⋅∇T=−k∇2T 입니다.
열류 벡터장을 계산하세요.
영어 원문 보기
In the following exercises, suppose a solid object in R3 has a temperature distribution given by T(x,y,z)=100e−x2+y2+z2. The heat flow vector field in the object is F=−k∇T, where k>0 is a property of the material. The heat flow vector points in the direction opposite to that of the gradient, which is the direction of greatest temperature decrease. The divergence of the heat flow vector is ∇⋅F=−k∇⋅∇T=−k∇2T.
다음 연습문제에서, R3 안의 입체가 T(x,y,z)=100e−x2+y2+z2 으로 주어지는 온도 분포를 가진다고 하자. 이 물체 안의 열 흐름 벡터장은 F=−k∇T 이며, 여기서 k>0 은 물질의 성질이다. 열 흐름 벡터는 기울기(그래디언트)와 반대 방향, 즉 온도가 가장 크게 감소하는 방향을 가리킨다. 열 흐름 벡터의 발산은 ∇⋅F=−k∇⋅∇T=−k∇2T 이다.
발산을 계산하세요.
영어 원문 보기
In the following exercises, suppose a solid object in R3 has a temperature distribution given by T(x,y,z)=100e−x2+y2+z2. The heat flow vector field in the object is F=−k∇T, where k>0 is a property of the material. The heat flow vector points in the direction opposite to that of the gradient, which is the direction of greatest temperature decrease. The divergence of the heat flow vector is ∇⋅F=−k∇⋅∇T=−k∇2T.
[계산기 사용] 회전 속도장 v=⟨0,10z,−10y⟩ 을 생각하자. 물레바퀴를 평면 x+y+z=1 위에 그 축이 이 평면에 수직이 되도록 놓을 때, 컴퓨터 대수 시스템을 사용하여 물레바퀴가 단위 시간당 몇 바퀴 도는지 계산하세요.
영어 원문 보기
[T] Consider rotational velocity field v=⟨0,10z,−10y⟩. If a paddlewheel is placed in plane x+y+z=1 with its axis normal to this plane, using a computer algebra system, calculate how fast the paddlewheel spins in revolutions per unit of time.
r 를 벡터장 r=x^+y^+zk^ 라 하고,
r 를 함수 r=∣r∣ 라 하자. a 를 상수
벡터 a=a1^+a2^+a3k^ 라 하자. 다음 양을 계산하여 간단히 하세요.
답은 a, r, r 로 나타내야 합니다. 답에 x, y, z 가
들어 있으면 안 됩니다.
(a) ∇⋅r
(b) ∇(r2)
(c) ∇×(r×a)
(d) ∇⋅(∇(r))
영어 원문 보기
Let r be the vector field r=x^+y^+zk^ and let
r be the function r=∣r∣. Let a be the constant
vector a=a1^+a2^+a3k^. Compute and simplify
the following quantities.
Answers must be expressed in terms of a, r, and r. There should
be no x's, y's, or z's in your answers.
∂x∂B2−∂y∂B1=xy 의 해는 무수히 많다. 실제로 B2 는 완전히 임의로 정할 수 있다.
B2=0 으로 택하면 B1=−21xy2 이 조건을 만족한다. B1=0 으로 택하면
B2=21x2y 가 조건을 만족한다. 따라서 두 가지 해는
A=21(z2−y2)x^−21yz2^ 와
A=21xz2^+21(x2−z2)y^ 이다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) Since
∇⋅F=∂x∂(1+yz)+∂y∂(2y+zx)+∂z∂(3z2+xy)=2+6z=0,
F fails the screening test and cannot have a vector potential.
(b) The vector field A=A1^+A2^ is a vector
potential for G if and only if G=∇×A,
which is the case if and only if
There are infinitely many solutions to ∂x∂B2−∂y∂B1=xy. In fact B2 is completely arbitrary.
If one chooses B2=0, then B1=−21xy2 does the job. If one chooses
B1=0, then B2=21x2y does the job. Thus two solutions are
A=21(z2−y2)x^−21yz2^ and
A=21xz2^+21(x2−z2)y^.