Articles

Jakobian

Algebra > LinearAlgebra > Determinanty >
Kalkulacje i analizy > Calculus > Multivariable Calculus >
Historia i terminologia > Kod Mathematica >

DOWNLOAD Mathematica NotebookEXPLORE THIS TOPIC IN the MathWorld Classroom

Dając zbiór y=f(x) równań n w n zmiennych x_1x_n, zapisanych jawnie jako

y=,
(1)

lub bardziej jednoznacznie jako

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

Macierz Jakobiana, czasami nazywana po prostu „jakobianem” (Simon i Blume 1994) jest zdefiniowana przez

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

Wyznacznikiem J jest wyznacznik jakobianowy (mylnie, często nazywana również „jakobianem”) i oznaczana jest

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

Macierz jakobianowa i można obliczyć w języku WolframLanguage za pomocą

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

Odwzorowanie różniczkowania

dy=y_(x)dx
(5)

Wskazuje, że J jest wyznacznikiem macierzy y_(x), a zatem daje stosunki n wymiarowych objętości (zawartości) w y i x,

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

Występuje zatem np. w twierdzeniu o zmianie zmiennych.

Pojęcie jakobianu może być również stosowane do funkcji w więcej niż n zmiennych. Na przykład, rozważając f(u,v,w) i g(u,v,w), jakobianów

(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)

można zdefiniować (Kaplan 1984, s. 99).

Dla przypadku n=3 zmiennych, jakobian przyjmuje szczególną postać

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

gdzie a-b to iloczyn kropkowy, a b×c to iloczyn krzyżowy, co można rozwinąć, aby otrzymać

|(partial(y_1,y_2,y_3))/(częściowe(x_1,x_2,x_3))|=|(częściowey_1)/(częściowex_1) (częściowey_1)/(częściowex_2) (częściowey_1)/(częściowex_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)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *