सदिश कैलकुलस की सर्वसमिकाएँ

सदिश कैलकुलस की कुछ प्रमुख सर्वसमिकाएँ नीचे दी गयी हैं।

एकल ऑपरेटर वाली सर्वसमिकाएँ सम्पादित करें

किसी सदिश क्षेत्र का डाइवरजेंस (Divergence of a vector field) सम्पादित करें

किसी सदिश क्षेत्र 𝐯 के लिये, डाइवर्जेंस प्रायः निम्नलिखित प्रकार से लिखा जाता है:

div(𝐯)=𝐯
किसी सदिश क्षेत्र का डाइवरजेंस एक अदिश राशि होती है।

किसी टेंसर का डाइवर्जेंस (Divergence of a tensor) सम्पादित करें

किसी टेंसर 𝔗 के लिये, डाइवर्जेंस प्रायः निम्नलिखित प्रकार से लिखा जाता है:

div(𝔗)=𝔗
जो कि एक सदिश राशि है।

कर्ल (Curl) सम्पादित करें

किसी सदिश क्षेत्र 𝐯 के लिये, कर्ल इस प्रकार लिखा जाता है:

curl(𝐯)=×𝐯
किसी सदिश क्षेत्र का कर्ल, एक सदिश राशि होती है।

ग्रेडिएन्ट (Gradient) सम्पादित करें

किसी सदिश क्षेत्र 𝐯 के लिये, ग्रेडिएन्ट प्रायः इस प्रकार लिखा जाता है:

grad(𝐯)=𝐯
जो कि एक टेंसर है।

किसी अदिश क्षेत्र का ग्रेडिएंट (Gradient of a scalar field) सम्पादित करें

किसी अदिश क्षेत्र, ψ के लिये, ग्रेडिएन्ट इस प्रकार लिखा जाता है:

grad(ψ)=ψ
किसी अदिश क्षेत्र का ग्रेडिएन्ट, एक सदिश राशि होती है।

Combinations of multiple operators सम्पादित करें

Curl of the gradient सम्पादित करें

The curl of the gradient of any scalar field  ϕ is always zero:

×(ϕ)=0

One way to establish this identity (and most of the others listed in this article) is to use three-dimensional Cartesian coordinates. According to the article on curl,

×ϕ=[𝐢𝐣𝐤xyzxϕyϕzϕ]

where the right hand side is a determinant, and i, j, k are unit vectors pointing in the positive axes directions, and x = ∂ / ∂ x etc. For example, the x-component of the above equation is:

𝐢(yzzy)ϕ=0

where the left-hand side evaluates as zero assuming the order of differentiation is immaterial.

Divergence of the curl सम्पादित करें

The divergence of the curl of any vector field A is always zero:

(×𝐀)=0

Divergence of the gradient सम्पादित करें

The Laplacian of a scalar field is defined as the divergence of the gradient:

(ψ)=2ψ

Note that the result is a scalar quantity.

Curl of the curl सम्पादित करें

×(×𝐀)=(𝐀)2𝐀

Properties सम्पादित करें

Distributive property सम्पादित करें

(𝐀+𝐁)=𝐀+𝐁
×(𝐀+𝐁)=×𝐀+×𝐁

Vector dot product सम्पादित करें

(𝐀𝐁)=(𝐀)𝐁+(𝐁)𝐀+𝐀×(×𝐁)+𝐁×(×𝐀)

In simpler form, using Feynman subscript notation:

(𝐀𝐁)=A(𝐀𝐁)+B(𝐀𝐁)

where the notation A means the subscripted gradient operates on only the factor A.[][]

A less general but similar idea is used in geometric algebra where the so-called Hestenes overdot notation is employed.[] The above identity is then expressed as:

(𝐀𝐁)=˙(𝐀˙𝐁)+˙(𝐀𝐁˙)

where overdots define the scope of the vector derivative. In the first term it is only the first (dotted) factor that is differentiated, while the second is held constant. Likewise, in the second term it is the second (dotted) factor that is differentiated, and the first is held constant.

As a special case, when A = B:

12(𝐀𝐀)=𝐀×(×𝐀)+(𝐀)𝐀.

Vector cross product सम्पादित करें

(𝐀×𝐁)=𝐁×𝐀𝐀×𝐁
×(𝐀×𝐁)=𝐀(𝐁)𝐁(𝐀)+(𝐁)𝐀(𝐀)𝐁
𝐀 ×(×𝐁)=B(𝐀𝐁)(𝐀)𝐁

where the Feynman subscript notation B means the subscripted gradient operates on only the factor B.[][] In overdot notation, explained above:[]

𝐀 ×(×𝐁)=˙(𝐀𝐁˙)(𝐀)𝐁 .

Product of a scalar and a vector सम्पादित करें

(ψ𝐀)=𝐀ψ+ψ𝐀
×(ψ𝐀)=ψ×𝐀𝐀×ψ

Product rule for the gradient सम्पादित करें

The gradient of the product of two scalar fields ψ and ϕ follows the same form as the Product rule in single variable Calculus.

(ψϕ)=ϕψ+ψϕ

इन्हें भी देखें सम्पादित करें

टीका एवं संदर्भ सम्पादित करें

  1. १.० १.१ The Feynman Lecture on Physics. Addison-Wesley.पृ. Vol II, p. 27-4.ISBN 0805390499.
  2. २.० २.१ "Kholmetskii & Missevitch The Faraday induction law in relativity theory, p. 4".[१]Retrieved 5 जुलाई 2008.
  3. ३.० ३.१ Geometric algebra for physicists. Cambridge University Press.पृ. p. 169.ISBN 978-0-521-71595-9.