المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27

سيزيوم 134 cesium 134
15-4-2018
اهداف إذاعة شهرزاد
8-7-2021
من سيرة الامام
18-4-2020
عفن الحضنة الأمريكي American Foulbrood
31-5-2016
تنوع التفسير الاجتهادي
15-10-2014
أنواع المونة
2023-02-13

Laplace Equation--Confocal Ellipsoidal Coordinates  
  
1791   03:15 مساءً   date: 21-7-2018
Author : Morse, P. M. and Feshbach, H
Book or Source : Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill
Page and Part : ...


Read More
Date: 13-7-2018 2195
Date: 13-7-2018 1203
Date: 21-7-2018 1583

Laplace Equation--Confocal Ellipsoidal Coordinates

Using the notation of Byerly (1959, pp. 252-253), Laplace's equation can be reduced to

 del ^2F=(mu^2-nu^2)(partial^2F)/(partialalpha^2)+(lambda^2-nu^2)(partial^2F)/(partialbeta^2)+(lambda^2-mu^2)(partial^2F)/(partialgamma^2)=0,

(1)

where

alpha = cint_c^lambda(dlambda)/(sqrt((lambda^2-b^2)(lambda^2-c^2)))

(2)

= F(b/c,pi/2)-F(b/c,sin^(-1)(c/lambda))

(3)

beta = cint_b^mu(dmu)/(sqrt((c^2-mu^2)(mu^2-b^2)))

(4)

= F(sqrt(1-b^2-c^2),sin^(-1)(sqrt((1-(b^2)/(mu^2))/(1-(b^2)/(c^2)))))

(5)

gamma = cint_0^nu(dnu)/(sqrt((b^2-nu^2)(c^2-nu^2)))

(6)

= F(b/c,sin^(-1)(nu/b)).

(7)

In terms of alphabeta, and gamma,

lambda = cdc(alpha,b/c)

(8)

mu = bnd(beta,sqrt(1-(b^2)/(c^2)))

(9)

nu = bsn(gamma,b/c).

(10)

Equation (◇) is not separable using a function of the form

 F=L(alpha)M(beta)N(gamma),

(11)

but it is if we let

1/L(d^2L)/(dalpha^2) = suma_klambda^k

(12)

1/M(d^2M)/(dbeta^2) = sumb_kmu^k

(13)

1/N(d^2N)/(dgamma^2) = sumc_knu^k.

(14)

These give

a_0 = -b_0=c_0

(15)

a_2 = -b_2=c_2,

(16)

and all others terms vanish. Therefore (◇) can be broken up into the equations

(d^2L)/(dalpha^2) = (a_0+a_2lambda^2)L

(17)

(d^2M)/(dbeta^2) = -(a_0+a_2mu^2)M

(18)

(d^2N)/(dgamma^2) = (a_0+a_2nu^2)N.

(19)

For future convenience, now write

a_0 = -(b^2+c^2)p

(20)

a_2 = m(m+1),

(21)

then

(d^2L)/(dalpha^2)-[m(m+1)lambda^2-(b^2+c^2)p]L = 0

(22)

(d^2M)/(dbeta^2)+[m(m+1)mu^2-(b^2+c^2)p]M = 0

(23)

(d^2N)/(dgamma^2)-[m(m+1)nu^2-(b^2+c^2)p]N = 0.

(24)

Now replace alphabeta, and gamma to obtain

 (lambda^2-b^2)(lambda^2-c^2)(d^2L)/(dlambda^2)+lambda(lambda^2-b^2+lambda^2-c^2)(dL)/(dlambda) 
 -[m(m+1)lambda^2-(b^2+c^2)p]L=0  
(mu^2-b^2)(mu^2-c^2)(d^2M)/(dmu^2)+mu(mu^2-b^2+mu^2-c^2)(dM)/(dmu) 
 -[m(m+1)mu^2-(b^2+c^2)p]M=0  
(nu^2-b^2)(nu^2-c^2)(d^2N)/(dnu^2)+nu(nu^2-b^2+nu^2-c^2)(dN)/(dnu) 
 -[m(m+1)nu^2-(b^2+c^2)p]N=0.

(25)

Each of these is a Lamé's differential equation, whose solution is called an ellipsoidal harmonic of the first kind. Writing

L(lambda) = E_m^p(lambda)

(26)

M(lambda) = E_m^p(mu)

(27)

N(lambda) = E_m^p(nu)

(28)

gives the solution to (◇) as a product of ellipsoidal harmonics of the first kind E_m^p(x).

 F=E_m^p(lambda)E_m^p(mu)E_m^p(nu).

(29)

 


REFERENCES:

Arfken, G. "Confocal Ellipsoidal Coordinates (xi_1,xi_2,xi_3)." §2.15 in Mathematical Methods for Physicists, 2nd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 117-118, 1970.

Byerly, W. E. An Elementary Treatise on Fourier's Series, and Spherical, Cylindrical, and Ellipsoidal Harmonics, with Applications to Problems in Mathematical Physics. New York: Dover, pp. 251-258, 1959.

Moon, P. and Spencer, D. E. Field Theory Handbook, Including Coordinate Systems, Differential Equations, and Their Solutions, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 43-44, 1988.

Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, p. 663, 1953.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.