Identità differenziali
Ringrazio in anticipo chiunque voglia aiutarmi. Bene il problema è questo:
C'è un'identità differenziale tra campi vettoriali A e B che è la seguente (x è il prod vettore e ∙ è quello scalare)
∇x(AxB)=(B∙∇)A-(A∙∇)B+A(∇∙B)-B(∇∙A)
ora su un libro l'ho trovata come
∇x(AxB)=A div(B) - B div(A) + B J(A) - A J(B)
dove J() è la matrice jacobiana. Quindi le due formule dovrebbero essere equivalenti. Però se vado a svolgere i conti le cose non mi tornano. Le divergenze va bene, sono quelle. Però non riesco a dimostrare che
(B∙∇)A = B J(A)
e quindi nemmeno che
(A∙∇)B = A J(B)
Dopo aver sprecato 20 mila fogli ho notato che forse l'uguaglianza è verificata invertendo l'ordine del prodotto matriciale ovvero ad esempio per la prima non B J(A) ma J(A) B .Però dopo tutti questi conti ho il cervello in fumo e non ne sono sicuro. Potrebbe il libro aver sbagliato invertendo l'ordine del prodotto tra il campo e la jacobiana? Oppure è tutta un'altra storia? Spero davvero che qualcuno riesca a chirirmi questo dilemma. Grazie a chiunque voglia rispondermi e spero di non aver fatto errori di battitura
PS Ovviamente non vi sto chiedendo di scrivermi tutti i conti, sarebbe folle, ma solo se a voi viene verificata l'uguaglianza o meno
C'è un'identità differenziale tra campi vettoriali A e B che è la seguente (x è il prod vettore e ∙ è quello scalare)
∇x(AxB)=(B∙∇)A-(A∙∇)B+A(∇∙B)-B(∇∙A)
ora su un libro l'ho trovata come
∇x(AxB)=A div(B) - B div(A) + B J(A) - A J(B)
dove J() è la matrice jacobiana. Quindi le due formule dovrebbero essere equivalenti. Però se vado a svolgere i conti le cose non mi tornano. Le divergenze va bene, sono quelle. Però non riesco a dimostrare che
(B∙∇)A = B J(A)
e quindi nemmeno che
(A∙∇)B = A J(B)
Dopo aver sprecato 20 mila fogli ho notato che forse l'uguaglianza è verificata invertendo l'ordine del prodotto matriciale ovvero ad esempio per la prima non B J(A) ma J(A) B .Però dopo tutti questi conti ho il cervello in fumo e non ne sono sicuro. Potrebbe il libro aver sbagliato invertendo l'ordine del prodotto tra il campo e la jacobiana? Oppure è tutta un'altra storia? Spero davvero che qualcuno riesca a chirirmi questo dilemma. Grazie a chiunque voglia rispondermi e spero di non aver fatto errori di battitura
PS Ovviamente non vi sto chiedendo di scrivermi tutti i conti, sarebbe folle, ma solo se a voi viene verificata l'uguaglianza o meno
Risposte
A me torna, invece. Indicando con $A=(a^1,a^2,a^3),\ B=(b^1,b^2,b^3),\ \nabla=(\partial_1,\partial_2,\partial_3)$ abbiamo
$$(B\bullet \nabla)A=(b^1\partial_1+b^2\partial_2+b^3\partial_3)(a^1,a^2,a^3)=(Da^1,Da^2,Da^3)$$
essendo $D=b^1\partial_1+b^2\partial_2+b^3\partial_3$ l'operatore differenziale che viene fuori. D'altra parte
$$B\cdot J(A)=(b^1,b^2,b^3)\cdot\left(\begin{array}{ccc}
\partial_1 a^1 & \partial_1 a^2 & \partial_1 a^3\\
\partial_2 a^1 & \partial_2 a^2 & \partial_2 a^3\\
\partial_3 a^1 & \partial_3 a^2 & \partial_3 a^3
\end{array}\right)$$
e svolgendo l'usuale prodotto righe per colonne ottieni esattamente lo stesso vettore di prima.
$$(B\bullet \nabla)A=(b^1\partial_1+b^2\partial_2+b^3\partial_3)(a^1,a^2,a^3)=(Da^1,Da^2,Da^3)$$
essendo $D=b^1\partial_1+b^2\partial_2+b^3\partial_3$ l'operatore differenziale che viene fuori. D'altra parte
$$B\cdot J(A)=(b^1,b^2,b^3)\cdot\left(\begin{array}{ccc}
\partial_1 a^1 & \partial_1 a^2 & \partial_1 a^3\\
\partial_2 a^1 & \partial_2 a^2 & \partial_2 a^3\\
\partial_3 a^1 & \partial_3 a^2 & \partial_3 a^3
\end{array}\right)$$
e svolgendo l'usuale prodotto righe per colonne ottieni esattamente lo stesso vettore di prima.
Però quella non è la jacobiana...o sì? La jacobiana non ha su ogni riga la stessa componente derivata rispetto alla opportune variabili? Cioè su ogni riga il grandiente della componente iesima? Cercando su internet trovo che la jacobiana è diversa da quella che hai scritto...in sostanza è la trasposta di quella che hai scritto tu. Non ci capisco più nulla.
Sostanzialmente dipende da come consideri i vettori: nel libro che stai usando li vedranno come righe, per cui la Jacobiana viene scritta come ho fatto.
Ho capito. Allora riguarderò bene il tutto. Grazie per la risposta

Prego. In ogni caso, ribadisco, è probabilmente solo una questione di notazioni: eventualmente scrivere lo jacobiano classico e mettere il vettore colonna dopo esso porta allo stesso risultato.