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
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19

حصين بن الذيال الجعفي الكوفي
19-7-2017
المرض في الصيام
5-12-2016
خنفساء الحبوب ذات الصدر المنشاري Oryzaephilus surinamensis
2-2-2016
العناصر المشعة المصنعة:
27-11-2015
الاستغناء عن الناس‏
29-7-2016
ها هي الصحافة ؟
20-5-2021

Helmholtz Differential Equation--Parabolic Cylindrical Coordinates  
  
1091   02:56 مساءً   date: 18-7-2018
Author : Moon, P. and Spencer, D. E
Book or Source : Field Theory Handbook, Including Coordinate Systems, Differential Equations, and Their Solutions, 2nd ed. New York: Springer-Verlag
Page and Part : ...


Read More
Date: 25-7-2018 1476
Date: 13-7-2018 1253
Date: 25-7-2018 2015

Helmholtz Differential Equation--Parabolic Cylindrical Coordinates

In parabolic cylindrical coordinates, the scale factors are h_u=h_v=sqrt(u^2+v^2)h_z=1 and the separation functions are f_1(u)=f_2(v)=f_3(z)=1, giving Stäckel determinant of s=u^2+v^2. the Helmholtz differential equation is

 1/(u^2+v^2)((partial^2f)/(partialu^2)+(partial^2f)/(partialv^2))+(partial^2f)/(partialz^2)+k^2f=0.
(1)

attempt separation of variables by writing

 f(u,v,z)=u(u)v(v)z(z),
(2)

then the Helmholtz differential equation becomes

 1/(u^2+v^2)(VZ(d^2U)/(du^2)+UZ(d^2V)/(dv^2))+UV(d^2Z)/(dz^2)+k^2UVZ=0.
(3)

Divide by UVZ,

 1/(u^2+v^2)(1/U(d^2U)/(du^2)+1/V(d^2V)/(dv^2))+1/Z(d^2Z)/(dz^2)+k^2=0.
(4)

Separating the Z part,

 1/Z(d^2Z)/(dz^2)=-(k^2+m^2)
(5)
 1/(u^2+v^2)(1/U(d^2U)/(du^2)+1/V(d^2V)/(dv^2))-k^2=0
(6)
 1/U(d^2U)/(du^2)+1/V(d^2V)/(dv^2)-k^2(u^2+v^2)=0,
(7)

so

 (d^2Z)/(dz^2)=-(k^2+m^2)Z,
(8)

which has solution

 Z(z)=Acos(sqrt(k^2+m^2)z)+Bsin(sqrt(k^2+m^2)z),
(9)

and

 (1/U(d^2U)/(du^2)-k^2u^2)+(1/V(d^2V)/(dv^2)-k^2v^2)=0.
(10)

This can be separated

1/U(d^2U)/(du^2)-k^2u^2 = c
(11)
1/V(d^2V)/(dv^2)-k^2v^2 = -c,
(12)

so

 (d^2U)/(du^2)-(c+k^2u^2)U=0
(13)
 (d^2V)/(dv^2)+(c-k^2v^2)V=0.
(14)

These are the Weber differential equations, and the solutions are known as Parabolic Cylinder Functions.

 


REFERENCES:

Moon, P. and Spencer, D. E. Field Theory Handbook, Including Coordinate Systems, Differential Equations, and Their Solutions, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, p. 36, 1988.

Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, pp. 515 and 658, 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.