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令和3年度・基礎科目 I-3-1

ベクトルの回転(rot)

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解説

ポイント

rot(回転)の定義式に,ベクトルの各成分の偏微分を入れて,指定した点での値を求める問題です。

考え方と解き方

rotV はベクトルなので,結果は3つの数の組になります。1つの数だけの ①③ は形で外れます。

偏微分 ∂Vz/∂y は,Vz を y だけの文字と見て微分したものです(x,z は定数あつかい)。

  • 要る偏微分:∂Vz/∂y=2,∂Vy/∂z=2z,∂Vx/∂z=1,∂Vz/∂x=0,∂Vy/∂x=2x,∂Vx/∂y=1
  • i成分:2−2z。z=1 を入れて 2−2=0
j成分:1−0=1
  • k成分:2x−1。x=2 を入れて 4−1=3
  • rotV=(0, 1, 3)。答えは ④

ほかの選択肢

⑤((4, 14, 7)):偏微分をせずに,V そのものに点の座標を入れた値です。rot は微分してから座標を入れます。

①・③(1つの数):rot はベクトルなので,スカラーの答えにはなりません。div(発散)と取りちがえないようにします。

覚えておくこと

  • rot(回転)はベクトル,div(発散)はスカラー。答えの形でまず選択肢をしぼれる
  • 偏微分は,その文字以外を定数と見て微分する
  • rot の式は問題に与えられることが多い。式のとおりに成分を計算してから,点の座標を入れる

出典:令和3年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-3-1(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:数学