Articles

Jacobiaan

Algebra > Lineaire Algebra > Determinanten >
Calculus en Analyse > Calculus > Meervoudige rekenstof >
Geschiedenis en terminologie > Mathematica Code >

DOWNLOAD Mathematica NotebookEXPLORE THIS TOPIC IN the MathWorld Classroom

Gegeven een verzameling y=f(x) van n vergelijkingen in n variabelen x_1x_n, expliciet geschreven als

y=,
(1)

of explicieter als

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

de Jacobiaanse matrix, soms eenvoudigweg “de Jacobiaan” genoemd (Simon en Blume 1994) is gedefinieerd door

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

De determinant van J is de Jacobiaanse determinant (verwarrend, ook vaak “de Jacobiaan” genoemd) en wordt aangeduid

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

De Jacobiaanse matrix en determinant kunnen in de WolframLanguage worden berekend met

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

Het nemen van de differentiaal

dy=y_(x)dx
(5)

blijkt dat J de determinant is van de matrix y_(x), en geeft dus de verhoudingen van n-dimensionale volumes (inhoud) in y en x,

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

Het komt dus bijvoorbeeld voor in de variabelenwisseltheorema.

Het concept van de Jacobiaan kan ook worden toegepast op n functies in meer dan n variabelen. Bijvoorbeeld, als we f(u,v,w) en g(u,v,w) beschouwen, de Jacobianen

(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)

kan worden gedefinieerd (Kaplan 1984, p. 99).

Voor het geval van n=3 variabelen heeft de Jacobiaan de speciale vorm

Jf(x_1,x_2,x_3)=|(partialy)/(partialx_1)-(partialy)/(partialx_2)×(partialy)/(partialx_3)|,
(9)

waar a-b het scalair product is en b×c het crossproduct is, die kan worden uitgebreid tot

|(partial(y_1,y_2,y_3))/(partial(x_1,x_2,x_3))|=|(partialy_1)/(partialx_1) (partialy_1)/(partialx_2) (partialy_1)/(partialx_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)

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *