Pregunta
upstudy study bank question image url

Dado el campo vectorial \( \vec{F}=(2 y-z) i+(3 x+1) j+(x y) \boldsymbol{k} \) ¿cuál es el rotacional \( \nabla \times F \) ?

Ask by Howell Bowen. in Mexico
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

El rotacional de \( \vec{F} \) es \( \nabla \times \vec{F} = x\,\mathbf{i} + (-1 - y)\,\mathbf{j} + 1\,\mathbf{k} \).

Solución

Sea el campo vectorial \[ \vec{F}(x,y,z) = (2y-z)\,\mathbf{i} + (3x+1)\,\mathbf{j} + (xy)\,\mathbf{k}. \] Definimos: \[ P(x,y,z)=2y-z,\quad Q(x,y,z)=3x+1,\quad R(x,y,z)=xy. \] El rotacional se define como: \[ \nabla \times \vec{F} = \left(\frac{\partial R}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial z}\right)\mathbf{i} + \left(\frac{\partial P}{\partial z} - \frac{\partial R}{\partial x}\right)\mathbf{j} + \left(\frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\right)\mathbf{k}. \] 1. Componente en \(\mathbf{i}\): \[ \frac{\partial R}{\partial y} = \frac{\partial (xy)}{\partial y} = x,\quad \frac{\partial Q}{\partial z} = \frac{\partial (3x+1)}{\partial z} = 0, \] de donde: \[ (\nabla \times \vec{F})_i = x - 0 = x. \] 2. Componente en \(\mathbf{j}\): \[ \frac{\partial P}{\partial z} = \frac{\partial (2y-z)}{\partial z} = -1,\quad \frac{\partial R}{\partial x} = \frac{\partial (xy)}{\partial x} = y, \] de donde: \[ (\nabla \times \vec{F})_j = (-1) - y = -1-y. \] 3. Componente en \(\mathbf{k}\): \[ \frac{\partial Q}{\partial x} = \frac{\partial (3x+1)}{\partial x} = 3,\quad \frac{\partial P}{\partial y} = \frac{\partial (2y-z)}{\partial y} = 2, \] de donde: \[ (\nabla \times \vec{F})_k = 3 - 2 = 1. \] Por lo tanto, el rotacional es: \[ \nabla \times \vec{F} = x\,\mathbf{i} + (-1-y)\,\mathbf{j} + 1\,\mathbf{k}. \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Extra Insights

Para calcular el rotacional \( \nabla \times \vec{F} \), utilizamos la siguiente fórmula para un campo vectorial \(\vec{F} = P \hat{i} + Q \hat{j} + R \hat{k}\): \[ \nabla \times \vec{F} = \left( \frac{\partial R}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial z} \right) \hat{i} - \left( \frac{\partial R}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial z} \right) \hat{j} + \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \hat{k} \] Donde: - \( P = 2y - z \) - \( Q = 3x + 1 \) - \( R = xy \) Calculamos los derivadas parciales: 1. \( \frac{\partial R}{\partial y} = x \) 2. \( \frac{\partial Q}{\partial z} = 0 \) 3. \( \frac{\partial R}{\partial x} = y \) 4. \( \frac{\partial P}{\partial z} = -1 \) 5. \( \frac{\partial Q}{\partial x} = 3 \) 6. \( \frac{\partial P}{\partial y} = 2 \) Ahora, sustituimos en la fórmula: \[ \nabla \times \vec{F} = \left( x - 0 \right) \hat{i} - \left( y - (-1) \right) \hat{j} + \left( 3 - 2 \right) \hat{k} \] \[ \nabla \times \vec{F} = x \hat{i} - (y + 1) \hat{j} + 1 \hat{k} \] Entonces, el rotacional es \( \nabla \times \vec{F} = x \hat{i} - (y + 1) \hat{j} + \hat{k} \).

preguntas relacionadas

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad