Pregunta
upstudy study bank question image url

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

Ask by Griffin Estrada. in Mexico
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

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

Solución

Sea el campo vectorial \[ \vec{F}=(2y-z)\,\boldsymbol{i}+(3x+1)\,\boldsymbol{j}+(xy)\,\boldsymbol{k}. \] Para hallar el rotacional \(\nabla \times \vec{F}\), recordamos que si \(\vec{F}=(F_x,F_y,F_z)\), entonces \[ \nabla \times \vec{F} = \left( \frac{\partial F_z}{\partial y}-\frac{\partial F_y}{\partial z}\right)\boldsymbol{i} - \left( \frac{\partial F_z}{\partial x}-\frac{\partial F_x}{\partial z}\right)\boldsymbol{j} + \left( \frac{\partial F_y}{\partial x}-\frac{\partial F_x}{\partial y}\right)\boldsymbol{k}. \] Identificamos las componentes: \[ F_x=2y-z,\quad F_y=3x+1,\quad F_z=xy. \] 1. Componente \( \boldsymbol{i} \): \[ \frac{\partial F_z}{\partial y} = \frac{\partial (xy)}{\partial y} = x,\quad \frac{\partial F_y}{\partial z} = \frac{\partial (3x+1)}{\partial z} = 0. \] Por lo tanto, \[ \text{Componente } \boldsymbol{i} = x - 0 = x. \] 2. Componente \( \boldsymbol{j} \): Primero, \[ \frac{\partial F_z}{\partial x} = \frac{\partial (xy)}{\partial x} = y,\quad \frac{\partial F_x}{\partial z} = \frac{\partial (2y-z)}{\partial z} = -1. \] Entonces, la componente \( \boldsymbol{j} \) es \[ -\left( y - (-1) \right) = -(y + 1). \] 3. Componente \( \boldsymbol{k} \): \[ \frac{\partial F_y}{\partial x} = \frac{\partial (3x+1)}{\partial x} = 3,\quad \frac{\partial F_x}{\partial y} = \frac{\partial (2y-z)}{\partial y} = 2. \] Por lo tanto, \[ \text{Componente } \boldsymbol{k} = 3 - 2 = 1. \] Uniendo las componentes, obtenemos \[ \nabla \times \vec{F} = x\,\boldsymbol{i} - (y+1)\,\boldsymbol{j} + 1\,\boldsymbol{k}. \] Comparando con las opciones facilitadas, la forma correcta es: \[ O(x)\,\boldsymbol{i} - (y+1)\,\boldsymbol{j} + (1)\,\boldsymbol{k}. \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Extra Insights

Para calcular el rotacional \(\nabla \times \vec{F}\), primero utilizamos la fórmula del rotacional en coordenadas cartesianas: \[ \nabla \times \vec{F} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ \frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\ 2y - z & 3x + 1 & xy \end{vmatrix} \] Calculamos el determinante y obtenemos: \[ = \left( \frac{\partial (xy)}{\partial y} - \frac{\partial (3x + 1)}{\partial z} \right) \mathbf{i} - \left( \frac{\partial (xy)}{\partial x} - \frac{\partial (2y - z)}{\partial z} \right) \mathbf{j} + \left( \frac{\partial (3x + 1)}{\partial x} - \frac{\partial (2y - z)}{\partial y} \right) \mathbf{k} \] Calculando cada término: - Para \(\mathbf{i}\): \(\frac{\partial (xy)}{\partial y} = x\) y \(\frac{\partial (3x + 1)}{\partial z} = 0 \Rightarrow x - 0 = x\) - Para \(\mathbf{j}\): \(\frac{\partial (xy)}{\partial x} = y\) y \(\frac{\partial (2y - z)}{\partial z} = -1 \Rightarrow y - (-1) = y + 1\) - Para \(\mathbf{k}\): \(\frac{\partial (3x + 1)}{\partial x} = 3\) y \(\frac{\partial (2y - z)}{\partial y} = 2 \Rightarrow 3 - 2 = 1\) Finalmente, combinando los resultados: \[ \nabla \times \vec{F} = x \mathbf{i} - (y + 1) \mathbf{j} + 1 \mathbf{k} \] Esto significa que la respuesta correcta es: \[ O(x) \mathbf{i} - (y + 1) \mathbf{j} + (1) \mathbf{k} \]

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