1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Jacobian

المؤلف:  Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M

المصدر:  "Jacobian Determinant." §14.313 in Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press

الجزء والصفحة:  ...

29-9-2018

3248

Jacobian 

Given a set y=f(x) of n equations in n variables x_1, ..., x_n, written explicitly as

 y=[f_1(x); f_2(x); |; f_n(x)],

(1)

or more explicitly as

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

(2)

the Jacobian matrix, sometimes simply called "the Jacobian" (Simon and Blume 1994) is defined by

 J(x_1,...,x_n)=[(partialy_1)/(partialx_1) ... (partialy_1)/(partialx_n); | ... |; (partialy_n)/(partialx_1) ... (partialy_n)/(partialx_n)].

(3)

The determinant of J is the Jacobian determinant (confusingly, often called "the Jacobian" as well) and is denoted

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

(4)

The Jacobian matrix and determinant can be computed in the Wolfram Language using

  JacobianMatrix[f_List?VectorQ, x_List] :=
    Outer[D, f, x] /; Equal @@ (Dimensions /@ {f, x})
  JacobianDeterminant[f_List?VectorQ, x_List] :=
    Det[JacobianMatrix[f, x]] /;
      Equal @@ (Dimensions /@ {f, x})

Taking the differential

 dy=y_(x)dx

(5)

shows that J is the determinant of the matrix y_(x), and therefore gives the ratios of n-dimensional volumes (contents) in y and x,

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

(6)

It therefore appears, for example, in the change of variables theorem.

The concept of the Jacobian can also be applied to n functions in more than n variables. For example, considering f(u,v,w)and g(u,v,w), the Jacobians

(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)

can be defined (Kaplan 1984, p. 99).

For the case of n=3 variables, the Jacobian takes the special form

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

(9)

where a·b is the dot product and b×c is the cross product, which can be expanded to give

 |(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)

 


REFERENCES:

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. "Jacobian Determinant." §14.313 in Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, pp. 1068-1069, 2000.

Kaplan, W. Advanced Calculus, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 98-99, 123, and 238-245, 1984.

Simon, C. P. and Blume, L. E. Mathematics for Economists. New York: W. W. Norton, 1994.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي