Articles

Jacobiano

Algebra > Algebra lineare > Determinanti >
Calcolo e analisi > Calcolo > Calcolo multivariabile >
Storia e terminologia > Codice Mathematica >

Scaricare il Quaderno di MathematicaESPLORARE QUESTO ARGOMENTO NEL Classroom

Dato un insieme y=f(x) di n equazioni in n variabili x_1x_n, scritto esplicitamente come

y=,
(1)

o più esplicitamente come

{y_1=f_1(x_1,...,x_n); |; y_n=f_n(x_1,...,x_n),
(2)

la matrice Jacobian, talvolta chiamata semplicemente “la Jacobiana” (Simon e Blume 1994) è definita da

J(x_1,...,x_n)=.
(3)

Il determinante di J è il determinante Jacoano (confusamente, spesso chiamato anche “il Jacobiano”) ed è indicato

J=|(partial(y_1,...,y_n))/(partial(x_1,...,x_n))|.
(4)

La matrice Jacobiana e determinante possono essere calcolati nel linguaggio Wolfram utilizzando

 JacobianMatrix := Outer /; Equal @@ (Dimensions /@ {f, x}) JacobianDeterminant := Det] /; Equal @@ (Dimensions /@ {f, x})

Prendendo il differenziale

dy=y_(x)dx
(5)

mostra che J è il determinante della matrice y_(x), e quindi dà i rapporti dei volumi n-dimensionali (contenuti) in y e x,

dy_1...dy_n=|(partial(y_1,...,y_n))/(partial(x_1,...,x_n))|dx_1...dx_n.
(6)

Appare quindi, per esempio, nel teorema del cambio di variabili.

Il concetto di Jacobiano può essere applicato anche a n funzioni in più di n variabili. Per esempio, considerando f(u,v,w) e g(u,v,w), i Jacobiani

(partial(f,g))/(partial(u,v)) = |f_u f_v; g_u g_v|
(7)
(partial(f,g))/(partial(u,w)) = |f_u f_w; g_u g_w|
(8)

può essere definito (Kaplan 1984, p. 99).

Per il caso di n=3 variabili, la Jacobiana assume la forma speciale

Jf(x_1,x_2,x_3)=|(parziale)/(parzialex_1)-(parziale)/(parzialex_2)×(parziale)/(parzialex_3)|,
(9)

dove a-b è il prodotto puntiforme e b×c è il prodotto incrociato, che può essere espanso per dare

|(partial(y_1,y_2,y_3))/(parziale(x_1,x_2,x_3))|=|(parzialità_1)/(parzialex_1) (parzialità_1)/(parzialex_2) (parzialità_1)/(parzialex_3); (partialy_2)/(partialx_1) (partialy_2)/(partialx_2) (partialy_2)/(partialx_3); (partialy_3)/(partialx_1) (partialy_3)/(partialx_2) (partialy_3)/(partialx_3)|.
(10)

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *