ベクトルの問題についてのご質問

このQ&Aのポイント
  • ベクトルの問題について、次式を満たすnとmを求める方法について教えてください。
  • 問題の条件に基づいて計算を行うと、(1)式のnは-5と0、(2)式のmは-3となります。
  • しかし、自信がないため、正しいかどうかご指導いただけないでしょうか。
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ベクトルの問題

ベクトルr=ai+yj+zkが次式を満たすnとmを求めよ。 (1)∇^2*r^n=0 ここでのrはスカラー量です。 (2)∇・(r^m*rベクトル)=0 この問題について教えてください。 (1)ではr=(x^2+y^2+z^2)^.5とし、式に代入して整理すると次の式が求まりました。 ただしA=(x^2+y^2+z^2)とする。 (n^2+5n)A^(n/2-1)=0・・・(1) これより、n=-5,0となったのですけど合っていますか? (2)も同様に計算していくと A^(m/2)*(3m+3)=0 となって、m=-3となったのですが合っていますか? 両方とも全く自信がないのでご指導お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

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  • eatern27
  • ベストアンサー率55% (635/1135)
回答No.2

>(1)はやり直したらn=-1,0となりました(合っているかは分かりませんが・・・)。 OKです。 >(2)に関しては、書き間違いで、計算してもm=-3にはなりませんでした。m=-1となってしまいます。 ん?m=-3の方が書き間違いだったんですかw 計算は、divの定義に沿って計算するだけです。 例えば、微分の中のx成分は、xr^mですので、これをxで微分すると r^m + m x^2 r^(m-2) となりすよね。これをy,z成分についても足すだけです。最終的には、(3+m) r^mとなるはずです。

masacha-n
質問者

お礼

計算をやり直したらm=-3になりました。 詳しい説明ありがとうございました。

その他の回答 (1)

  • eatern27
  • ベストアンサー率55% (635/1135)
回答No.1

>(n^2+5n)A^(n/2-1)=0・・・(1) >A^(m/2)*(3m+3)=0 両方違います。(といっても、後者に関しては,m=-3が正しいので単なる誤植だと思いますが) ちなみに,r≠0では確かに∇^2(1/r)=0,∇・(r→/r^3)=0となるのですが、r=0では発散しています。(いずれもδ関数になります)

masacha-n
質問者

補足

(1)はやり直したらn=-1,0となりました(合っているかは分かりませんが・・・)。 (2)に関しては、書き間違いで、計算してもm=-3にはなりませんでした。m=-1となってしまいます。どのように計算していけばよいのでしょうか?

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