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書記が数学やるだけ#348 2変数関数の合成関数の微分,直交曲線座標

2変数関数の合成関数の微分から,直交曲線座標の導入まで。


問題

極座標のラプラシアンについて,今回は直交曲線座標の観点から解いてみる。

参考:


スクリーンショット 2022-04-29 21.06.30


説明

2変数関数の合成関数の微分について,大体の形は1変数のときと同じである。

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これらの関係式は,例えば各座標のラプラシアンを計算するために用いられる。

スクリーンショット 2022-04-29 21.05.03


より一般には,直交曲線座標というものを考え座標変換を行う。

スクリーンショット 2022-04-29 21.05.50


解答

証明の復習から。

参考:


数学やるだけ解答#348_page-0001


直交曲線座標における演算について。

数学やるだけ解答#348_page-0002


数学やるだけ解答#348_page-0003


数学やるだけ解答#348_page-0004


数学やるだけ解答#348_page-0005


数学やるだけ解答#348_page-0006


これらの演算から,各座標への変換が容易にできる。

数学やるだけ解答#348_page-0007


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Writer_Rinka
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