Nabla

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Nabla, of del, aangeduid door het symbool \nabla, is een differentiaaloperator in de vectorrekening. De naam is afkomstig van een Assyrische benaming van een harp die ongeveer de vorm van het gebruikte symbool heeft.[1] Nabla wordt gebruikt als notatie voor de operatoren gradiënt, divergentie en rotatie.

In \mathbb{R}^n met variabelen x_1, x_2, \ldots, x_n (Cartesische coördinaten) correspondeert nabla met de volgende formele vector van partiële afgeleiden:

\nabla = \left(\frac{\partial}{\partial x_1}, \frac{\partial}{\partial x_2}, \ldots, \frac{\partial}{\partial x_n} \right)

Toepassingen[bewerken]

Nabla wordt onder andere gebruikt in de volgende definities:

Gradiënt: \operatorname{grad}\ f=\nabla f
Divergentie: \operatorname{div}\ \mathbf{F}=\nabla \cdot \mathbf{F}
Rotatie: \operatorname{rot}\ \mathbf{V}=\nabla \times \mathbf{V}
Laplace-operator: \Delta f = \operatorname{div}(\operatorname{grad} f)=\nabla^2 f = \nabla \cdot(\nabla f)

De operand f is hier een scalair veld, terwijl de operanden F en V vectorvelden zijn.

Voorbeeld[bewerken]

Zij f: \mathbb{R}^3 \rightarrow \mathbb{R} de functie gegeven door

\, f(x,y,z) = xyz + x^2.

Dan is de gradiënt van f in cartesische coördinaten:

\nabla f = \left(\frac{\partial f}{\partial x}, \frac{\partial f}{\partial y}, \frac{\partial f}{\partial z} \right) = (yz+2x,xz, xy)

Coördinaatonafhankelijke definitie[bewerken]

Het is mogelijk nabla te definiëren onafhankelijk van het gebruikte coördinatensysteem. Daartoe generaliseert men de soortgelijke definitie van divergentie.

\nabla\star F = \lim_{\Delta V \to 0} \frac{1}{\Delta V} \oint dS\star F

Hierin is F een scalaire functie, een vector- of een tensorveld , en \star het bijbehorende product.

Zie ook[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties