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

من الكواركات إلى الكويزرات
2023-02-22
معنى كلمة دهق
8-06-2015
Natural classes
17-3-2022
عدد مستحقي الزكاة من الأصناف
20/12/2022
[علي أمير البررة]
27-10-2015
أهمية التأمين
14-3-2016

Green,s Function--Helmholtz Differential Equation  
  
682   02:56 مساءً   date: 26-12-2018
Author : Arfken, G
Book or Source : Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press
Page and Part : pp. 529-530


Read More
Date: 26-12-2018 657
Date: 23-12-2018 357
Date: 27-12-2018 619

Green's Function--Helmholtz Differential Equation

The inhomogeneous Helmholtz differential equation is

 del ^2psi(r)+k^2psi(r)=rho(r),

(1)

where the Helmholtz operator is defined as L^~=del ^2+k^2. The Green's function is then defined by

 (del ^2+k^2)G(r_1,r_2)=delta^3(r_1-r_2).

(2)

Define the basis functions phi_n as the solutions to the homogeneous Helmholtz differential equation

 del ^2phi_n(r)+k_n^2phi_n(r)=0.

(3)

The Green's function can then be expanded in terms of the phi_ns,

 G(r_1,r_2)=sum_(n=0)^inftya_n(r_2)phi_n(r_1),

(4)

and the delta function as

 delta^3(r_1-r_2)=sum_(n=0)^inftyphi_n(r_1)phi_n(r_2).

(5)

Plugging (◇) and (◇) into (◇) gives

 del ^2[sum_(n=0)^inftya_n(r_2)phi_n(r_1)]+k^2sum_(n=0)^inftya_n(r_2)phi_n(r_1)=sum_(n=0)^inftyphi_n(r_1)phi_n(r_2).

(6)

Using (◇) gives

 -sum_(n=0)^inftya_n(r_2)k_n^2phi_n(r_1)+k^2sum_(n=0)^inftya_n(r_2)phi_n(r_1)=sum_(n=0)^inftyphi_n(r_1)phi_n(r_2)

(7)

 sum_(n=0)^inftya_n(r_2)phi_n(r_1)(k^2-k_n^2)=sum_(n=0)^inftyphi_n(r_1)phi_n(r_2).

(8)

This equation must hold true for each n, so

 a_n(r_2)phi_n(r_1)(k^2-k_n^2)=phi_n(r_1)phi_n(r_2)

(9)

 a_n(r_2)=(phi_n(r_2))/(k^2-k_n^2),

(10)

and (◇) can be written

 G(r_1,r_2)=sum_(n=0)^infty(phi_n(r_1)phi_n(r_2))/(k^2-k_n^2).

(11)

The general solution to (◇) is therefore

psi(r_1) = intG(r_1,r_2)rho(r_2)d^3r_2

(12)

= sum_(n=0)^(infty)int(phi_n(r_1)phi_n(r_2)rho(r_2))/(k^2-k_n^2)d^3r_2.

(13)

 


REFERENCES:

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 529-530, 1985.




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.