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
تناول ثمار الأفوكادو
2025-04-12
اعرف مدى خطورة الملوثات البيئية على مخك
2025-04-12
اعتمد على الأوميجا لمقاومة تذبذب الحالة المزاجية
2025-04-12
أمثلة واقعية حول أثر الطعام على الإنسان
2025-04-12
Theoretical background of syntax of pre- and postnominal adjectives
2025-04-12
A generalization: two positions, two classes of adjectives
2025-04-12

غاية النقد الأدبي ووظيفته
14-08-2015
تغلب التربية على الوراثة
24-4-2017
السيد حسين بن رضا بن علي أكبر
8-6-2017
عيادة حبيب بن عمرو الامام (عليه السلام)
9-5-2016
كف مريم ، كف العذراء Anastatica hierochuntica L
2-1-2021
نضج وحصاد وتخزين اللوبيا
2025-01-22

Laplacian  
  
1584   03:33 مساءً   date: 21-7-2018
Author : Arfken, G
Book or Source : Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.
Page and Part : ...


Read More
Date: 21-7-2018 1169
Date: 13-7-2018 1145
Date: 12-7-2018 1344

Laplacian

The Laplacian for a scalar function phi is a scalar differential operator defined by

(1)

where the h_i are the scale factors of the coordinate system (Weinberg 1972, p. 109; Arfken 1985, p. 92).

Note that the operator  is commonly written as Delta by mathematicians (Krantz 1999, p. 16).

The Laplacian is extremely important in mechanics, electromagnetics, wave theory, and quantum mechanics, and appears in Laplace's equation

(2)

the Helmholtz differential equation

(3)

the wave equation

(4)

and the Schrödinger equation

(5)

The analogous operator obtained by generalizing from three dimensions to four-dimensional spacetime is denoted  square ^2and is known as the d'Alembertian. A version of the Laplacian that operates on vector functions is known as the vector Laplacian, and a tensor Laplacian can be similarly defined. The square of the Laplacian  is known as the biharmonic operator.

A vector Laplacian can also be defined, as can its generalization to a tensor Laplacian.

The following table gives the form of the Laplacian in several common coordinate systems.

coordinate system
Cartesian coordinates
cylindrical coordinates
parabolic coordinates
parabolic cylindrical coordinates
spherical coordinates

The finite difference form is

(6)

For a pure radial function g(r),

=

(7)

=

(8)

=

(9)

Using the vector derivative identity

(10)

so

=

(11)

=

(12)

=

(13)

Therefore, for a radial power law,

=

(14)

=

(15)

=

(16)

An identity satisfied by the Laplacian is

(17)

where ||A||_(HS) is the Hilbert-Schmidt norm, x is a row vector, and A^(T) is the transpose of A.

To compute the Laplacian of the inverse distance function 1/r, where , and integrate the Laplacian over a volume,

(18)

This is equal to

=

(19)

=

(20)

=

(21)

=

(22)

=

(23)

where the integration is over a small sphere of radius R. Now, for r>0 and R->0, the integral becomes 0. Similarly, for r=R and R->0, the integral becomes -4pi. Therefore,

(24)

where delta(x) is the delta function.


REFERENCES:

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

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

SeeAlso

Antilaplacian, Biharmonic Operator, d'Alembertian, Helmholtz Differential Equation, Laplace's Equation, Schrödinger Equation, Tensor Laplacian, Vector Laplacian, Wave Equation

References

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

Krantz, S. G. Handbook of Complex Variables. Boston, MA: Birkhäuser, p. 16, 1999.

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

Weinberg, S. Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity. New York: Wiley, 1972.




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.