向量場

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在向量分析中,向量場是把空間中的每一點指派到一個向量的映射。


物理學中的向量場有風場、引力場、電磁場、水流場等等。



定義


XRn裡的一個连通開集,一個向量場就是一個向量函數


F:X→Rndisplaystyle mathbf F :Xrightarrow mathbb R ^nmathbf F:Xrightarrow mathbb R^n

我們稱Ftextstyle mathbf F textstyle mathbf F 為一個Ck向量場,如果Fdisplaystyle mathbf F displaystyle mathbf F X上是k次連續可微的。


X內,一個點x被稱為固定的,若


F(x)=0displaystyle mathbf F (mathbf x )=mathbf 0 mathbf F(mathbf x)=mathbf 0

向量場可以理解為一個n維空間,其中對X內每一個點都有個附著的n維向量。


給定兩個定義於X上的Ck-向量場F,G以及一個定義於X上的Ck-實值函數f,可以定義以下運算


(fF)(x)=f(x)F(x)displaystyle (fmathbf F )(mathbf x )=f(mathbf x )mathbf F (mathbf x )(fmathbf F)(mathbf x)=f(mathbf x)mathbf F(mathbf x)
(F+G)(x)=F(x)+G(x)displaystyle mathbf (F+G) (mathbf x )=mathbf F (mathbf x )+mathbf G (mathbf x )mathbf (F+G)(mathbf x)=mathbf F(mathbf x)+mathbf G(mathbf x)

如此便可定義在Ck函數的環上的Ck向量場的模。




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