Příklad 6

Tento příklad slouží k výpočtu křivkového integrálu s využitím potenciálu.
Vypočtěte křivkový integrál podél části paraboly dané body [0,0], [1,1]

>    restart:
with(plots):with(VectorCalculus):

Warning, the name changecoords has been redefined

Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding

Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series

>    vpole:=[4*(x^2+y^2)*x,4*(x^2+y^2)*y];
vf:=VectorField(<4*(x^2+y^2)*x,4*(x^2+y^2)*y>,'cartesian'[x,y]);

vpole := [(4*x^2+4*y^2)*x, (4*x^2+4*y^2)*y]

vf := Vector(%id = 13371872)

# Získání vektorového pole

Parametrizace paraboly (křivka je s ní souhlasně orientována)

>    _par:=[x=t,y=t^2,t=0..1];
par:=[t,t^2,t=0..1];

_par := [x = t, y = t^2, t = 0 .. 1]

par := [t, t^2, t = 0 .. 1]

Nakreslení obrázku

>    p:=plot(t^2,t=-1..1.02,color=WHITE):
_p:=plot(t^2,t=0..1,color=blue,thickness=3):

# Graf části paraboly. První příkaz je v tomto tvaru, protože jinak by obrázek zahrnoval pouze interval <0,1> na ose x , což není vhodné kvůli lepší představě tvaru vektorového pole. Proto také byla zvolena křivka bílé barvy, protože splyne s pozadím..

>    p1:=fieldplot(vpole,x=-1..1.05,y=-1..1.05,grid=[15,15],thickness=2):

# Obrázek vektorového pole

>    display({p,_p,p1},scaling=constrained);

[Maple Plot]

K výpočtu užijeme potenciálu. Nutnou podmínkou pro získání potenciálu je nulová rotace, tj. podmínka

>    Diff(P(x,y),y)=Diff(Q(x,y),x);

Diff(P(x,y),y) = Diff(Q(x,y),x)

kde P  je první prvek seznamu vpole  a Q  je druhý prvek. Ověřme platnost této podmínky

>    Diff(vpole[1],y)=diff(vpole[1],y);
Diff(vpole[2],x)=diff(vpole[2],x);

Diff((4*x^2+4*y^2)*x,y) = 8*y*x

Diff((4*x^2+4*y^2)*y,x) = 8*y*x

Přistupme k výpočtu potenciálu.

>    ScalarPotential(vf);

x^4+2*y^2*x^2+y^4

V tomto případě můžeme konstatovat, že křivkový integrál nezávisí na integrační cestě. To znamená, že křivkový integrál podél libovolné křivky spojující tyto dva body bude mít stejnou hodnotu.

>   

>