perseo, todo lo desarrollado que puedo (las parciales yo las pongo como Dx, Dy y Dz, y h, para no repetirlo hasta la saciedad, es hbarra). que conste que esto es porque querias una demostracion rigurosa, porque es n verdadero coñazo!!
el truco esta al definir el vector y el momento angular, en este problema; el momento se define como J=r x p, pero ocurre que r es el vector posicion con el que tratamos!! y en el caso de p, ocurre lo mismo, p=-ih·gradiente, y el gradiente son las parciales con respecto a las coordenadas de ese vector!! vamos a ponerlo en una notacion mucho mas familiar: en vez de llamar V=(Vx,Vy,Vz), identifica este vector con r=(x,y,z), y haz todos los calculos:
J=-ih(yDz - zDy)
para calcular el conmutador, lo hago actuar sobre una funcion generica F (recuerda que esstamos llamando Vy=y):
[Jx,y] F = (Jx y)F - (yJx)F =
= -ih(yDz - zDy) (y F) + ih y (yDz - zDy) F =
= -ih y Dz (yF) + ih z Dy (yF) + ih y^2 Dz(F) - ih y z Dy(F) =
= (recuerda que ahora tenemos derivada de un producto, esto es por ejemplo, Dz(yF)=yDzF + FDz y)=
= -ih y^2 Dz(F) -ih y F Dz(y) + ih z y Dy(F) + ih z F Dy(y) + ih y^2 Dz(F) - ih y z Dy(F) =
= (el 1º se va con el 5º, y el 3º con el 6º)=
= -ih y F Dz(y) + ih z F Dy(y) =
= (como Dz(y)=0 y Dy(y=1)) =
= ih z F
que es la respuesta 4 (recuerda que Vz=z), pero cambiada de signo, por eso es incorrecta. espero que se haya entendido: la cuestion de todo es que al dar el vector V, el vector posicion que entra en la definicion de momento angular es este V, inmediantamente, por lo que todas las coordenadas x, y Z que aparecian, pasan a ser coordenadas de dicho vector, e igual pasa con las derivadas parciales, derivas con respecto a las coordenadas de dichi vector