Citat:
Ursprungligen postat av
Dammert
Tack! Dock har vi inte fått några formler, så tolkade uppgiften som att man skulle beräkna helt med hjälp av definitionen på operatorerna. Sen ser jag inte hur ditt svar blir det som står i facit, det i facit är väl dessutom en vektor medan ditt är en skalär, eller?

Aha, du vill förmodligen göra beräkningarna i koordinaterna x,y,z.
Jag har beräknat div
u. Nästa steg blir att ta gradienten av div
u:
grad (div
u) = grad (α+3) r^α = (α+3) grad r^α ... (1)
Låt
i j k vara ON-bas:
grad r^α =
i ∂(r^α)/∂x +
j ∂(r^α)/∂y +
k ∂(r^α)/∂z ... (2)
där
∂(r^α)/∂x = d(r^α)/dr ∂r/∂x = αr^(α-1) ∂r/∂x, etc
Med r² = x²+y²+z² får vi
2r ∂r/∂x = 2x, dvs ∂r/∂x = x/r och, på samma sätt:
∂r/∂y = y/r, ∂r/∂z = z/r
Insättning i (2) ger
grad r^α = αr^(α-1) (i ∂r/∂x + j ∂r/∂y + k ∂r/∂z) =
αr^(α-1) (i x + j y + k z) /r =
αr^(α-1)
r/r, dvs
grad r^α = αr^(α-2)
r
Alltså, enl (1),
grad (div u) = (α+3) grad r^α = α(α+3) r^(α-2)
r