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Mathematik Lineare Algebra – Skalar- und Vektorfelder

14 KartenMathematikatrio07.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Mathematik“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein Skalarfeld in der Linearen Algebra? · Was definiert ein Vektorfeld im ℝ³?

Karten

14 Karten
STANDARD

Was ist ein Skalarfeld in der Linearen Algebra?

Rückseite

Ein Skalarfeld ordnet jedem Punkt eines Raumes einen Skalar zu, z. B. Temperatur T(x,y,z) im Raum.

STANDARD

Was definiert ein Vektorfeld im ℝ³?

Rückseite

Ein Vektorfeld ordnet jedem Punkt des Raumes einen Vektor zu, z. B. Geschwindigkeitsfeld v(x,y,z) einer Strömung.

STANDARD

Wie wird der Gradient eines Skalarfeldes berechnet?

Rückseite

Der Gradient ∇f ist der Vektor der partiellen Ableitungen (∂f/∂x, ∂f/∂y, ∂f/∂z) und zeigt in Richtung maximalen Anstiegs.

STANDARD

Was beschreibt der Gradient physikalisch?

Rückseite

Er gibt Richtung und Betrag des stärksten Anstiegs eines Skalarfeldes an, z. B. Wärmefluss entgegen dem Temperaturggradienten.

STANDARD

Wie ist die Divergenz eines Vektorfeldes definiert?

Rückseite

Die Divergenz ∇·F = ∂F₁/∂x + ∂F₂/∂y + ∂F₃/∂z misst die Quellenstärke eines Vektorfeldes pro Volumeneinheit.

STANDARD

Was bedeutet positive Divergenz physikalisch?

Rückseite

Positive Divergenz kennzeichnet Quellen, negative Senken im Feld; bei inkompressiblen Strömungen ist die Divergenz überall null.

STANDARD

Wie lautet die Formel für die Rotation eines Vektorfeldes?

Rückseite

Die Rotation ∇×F = (∂F₃/∂y - ∂F₂/∂z, ∂F₁/∂z - ∂F₃/∂x, ∂F₂/∂x - ∂F₁/∂y) beschreibt lokale Wirbel.

STANDARD

Was stellt die Rotation physikalisch dar?

Rückseite

Sie misst die lokale Drehbewegung oder Wirbelstärke eines Vektorfeldes, z. B. Rotation eines Fluidelements in einer Strömung.

STANDARD

Was ist der Laplace-Operator Δ?

Rückseite

Der Laplace-Operator Δ = ∇·∇ = ∂²/∂x² + ∂²/∂y² + ∂²/∂z² wendet Divergenz auf den Gradient an und beschreibt Diffusion.

STANDARD

Was besagt der Gaußsche Integralsatz?

Rückseite

Der Fluss eines Vektorfeldes durch eine geschlossene Fläche gleich dem Volumenintegral der Divergenz über das eingeschlossene Volumen: ∯F·dA = ∭(∇·F)dV.

STANDARD

Was beschreibt der Satz von Stokes?

Rückseite

Die Zirkulation eines Vektorfeldes entlang eines geschlossenen Kurvenrandes gleich dem Flächenintegral der Rotation über die darauf gespannte Fläche.

STANDARD

Wann heißt ein Vektorfeld konservativ?

Rückseite

Ein Vektorfeld ist konservativ, wenn es als Gradient eines Potentials geschrieben werden kann: F = ∇φ, dann ist ∇×F = 0.

STANDARD

Wie berechnet man ein Linienintegral im Vektorfeld?

Rückseite

Das Linienintegral ∫_C F·dr summiert die tangentialen Feldkomponenten entlang der Kurve C und gibt die verrichtete Arbeit an.

STANDARD

Was misst der Fluss durch eine Fläche?

Rückseite

Das Flächenintegral ∯_S F·dA misst den Gesamtfluss des Vektorfeldes F durch die orientierte Fläche S, z. B. Massenstrom.

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