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CyletixGPT-4小于 1 分钟

描述向量场的旋转程度。对于速度场 v\mathbf{v},旋度定义为:

curlv=×v \text{curl}\, \mathbf{v} = \nabla \times v

其中:

  • curlv\text{curl}\, \mathbf{v}是旋度。
  • \nabla是向量微分算子

二维旋度

在二维情况下,考虑一个向量场 F=(P(x,y),Q(x,y))\mathbf{F} = (P(x, y), Q(x, y))。旋度是标量,可以用行列式来表示:

curlF=×F=xyPQ=QxPy \text{curl}\, \mathbf{F} = \nabla \times \mathbf{F} = \left| \begin{array}{cc} \frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} \\ P & Q \end{array} \right| = \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}

这是二维平面上的旋度,是一个标量。

三维旋度

在三维情况下,考虑一个向量场 F=(Fx(x,y,z),Fy(x,y,z),Fz(x,y,z))\mathbf{F} = (F_x(x, y, z), F_y(x, y, z), F_z(x, y, z))。旋度是向量,可以用行列式来表示:

×F=ijkxyzFxFyFz=(FzyFyz,FxzFzx,FyxFxy) \nabla \times \mathbf{F} = \left| \begin{array}{ccc} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ \frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\ F_x & F_y & F_z \end{array} \right| = \left( \frac{\partial F_z}{\partial y} - \frac{\partial F_y}{\partial z}, \frac{\partial F_x}{\partial z} - \frac{\partial F_z}{\partial x}, \frac{\partial F_y}{\partial x} - \frac{\partial F_x}{\partial y} \right)

这是三维空间中的旋度,是一个向量。