Por campo vectorial conservador, supongo que se refiere a uno que es independiente de la ruta (‘conservador’ a menudo se define para significar que [matemáticas] \ vec {F} = \ nabla f [/ matemáticas]), es decir, dadas dos rutas [matemática] C_1 [/ matemática] y [matemática] C_2 [/ matemática] con los mismos puntos de inicio y finalización, tenemos
[matemáticas] \ int_ {C_1} \ vec {F} \ cdot d \ vec {r} = \ int_ {C_2} \ vec {F} \ cdot d \ vec {r} [/ matemáticas]
Si [math] \ vec {F} = \ nabla f [/ math] para alguna función potencial [math] f [/ math], entonces el hecho de que [math] \ vec {F} [/ math] es independiente de la ruta se desprende del teorema fundamental del cálculo. Específicamente, si [matemática] C [/ matemática] es cualquier ruta entre los puntos [matemática] P_1 [/ matemática] y [matemática] P_2 [/ matemática], entonces
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[matemáticas] \ int_C \ vec {F} \ cdot d \ vec {r} = \ int_C \ nabla f \ cdot d \ vec {r} = f (P_2) – f (P_1) [/ math]
De esto se deduce que si [math] \ vec {F} [/ math] no es conservador, entonces no puede ser que exista una función [math] f [/ math] tal que [math] \ nabla f = \ vec {F} [/ matemáticas].
Es la otra dirección la que es más complicada (es decir, si [math] \ vec {F} [/ math] es independiente de la ruta, entonces debe existir una función [math] f [/ math] tal que [math] \ nabla f = \ vec {F} [/ matemáticas]). Si sabe que [math] \ vec {F} [/ math] es independiente de la ruta, puede definir una función [math] f [/ math] de la siguiente manera: elija un punto base [math] P_1 [/ math] donde tomarás [math] f [/ math] para ser cero.
Para encontrar el valor de [math] f [/ math] en cualquier otro punto [math] P_2 [/ math], elija cualquier ruta [math] C [/ math] que vaya entre ellos y defina
[matemáticas] f (P_2) = \ int_C \ vec {F} \ cdot d \ vec {r} [/ matemáticas]
Tenga en cuenta que debido a que [math] \ vec {F} [/ math] es independiente de la ruta, no importa qué ruta [math] C [/ math] elijamos, por lo que está bien definido.
Todo lo que queda es verificar que [math] \ nabla f = \ vec {F} [/ math]. Puede hacer esto comprobando cada componente por separado y eligiendo una ruta fácil de trabajar cada vez.