Thực đơn
Toán tử Laplace Biểu diễn trong các tọa độ khác nhauToán tử Laplace trong không gian hai chiều được viết như là
Δ f = ∂ 2 f ∂ x 2 + ∂ 2 f ∂ y 2 {\displaystyle \Delta f={\frac {\partial ^{2}f}{\partial x^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}f}{\partial y^{2}}}}với x và y là tọa độ Descartes trong mặt phẳng xy.
Trong tọa độ cực,
Δ f = 1 r ∂ ∂ r ( r ∂ f ∂ r ) + 1 r 2 ∂ 2 f ∂ θ 2 . {\displaystyle \Delta f={1 \over r}{\partial \over \partial r}\left(r{\partial f \over \partial r}\right)+{1 \over r^{2}}{\partial ^{2}f \over \partial \theta ^{2}}.}Trong không gian 3 chiều, người ta thường viết toán tử Laplace sử dụng nhiều hệ tọa độ khác nhau.
Trong tọa độ Descartes,
Δ f = ∂ 2 f ∂ x 2 + ∂ 2 f ∂ y 2 + ∂ 2 f ∂ z 2 . {\displaystyle \Delta f={\frac {\partial ^{2}f}{\partial x^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}f}{\partial y^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}f}{\partial z^{2}}}.}Trong tọa độ trụ,
Δ f = 1 ρ ∂ ∂ ρ ( ρ ∂ f ∂ ρ ) + 1 ρ 2 ∂ 2 f ∂ θ 2 + ∂ 2 f ∂ z 2 . {\displaystyle \Delta f={1 \over \rho }{\partial \over \partial \rho }\left(\rho {\partial f \over \partial \rho }\right)+{1 \over \rho ^{2}}{\partial ^{2}f \over \partial \theta ^{2}}+{\partial ^{2}f \over \partial z^{2}}.}Trong tọa độ cầu:
Δ f = 1 r 2 ∂ ∂ r ( r 2 ∂ f ∂ r ) + 1 r 2 sin θ ∂ ∂ θ ( sin θ ∂ f ∂ θ ) + 1 r 2 sin 2 θ ∂ 2 f ∂ ϕ 2 . {\displaystyle \Delta f={1 \over r^{2}}{\partial \over \partial r}\left(r^{2}{\partial f \over \partial r}\right)+{1 \over r^{2}\sin \theta }{\partial \over \partial \theta }\left(\sin \theta {\partial f \over \partial \theta }\right)+{1 \over r^{2}\sin ^{2}\theta }{\partial ^{2}f \over \partial \phi ^{2}}.}( θ {\displaystyle \theta \ } là góc đo từ cực Bắc và ϕ {\displaystyle \phi } là kinh độ).Biểu thức 1 r 2 ∂ ∂ r ( r 2 ∂ f ∂ r ) {\displaystyle {1 \over r^{2}}{\partial \over \partial r}\left(r^{2}{\partial f \over \partial r}\right)} có thể được thay bằng biểu diễn tương đương 1 r ∂ 2 ∂ r 2 ( r f ) {\displaystyle {1 \over r}{\partial ^{2} \over \partial r^{2}}\left(rf\right)} .
Trongtọa độ cầu trong N {\displaystyle N} chiều, với cách đặt tham số x = r θ ∈ R N {\displaystyle x=r\theta \in {\mathbb {R} }^{N}} với r ∈ [ 0 , + ∞ ) {\displaystyle r\in [0,+\infty )} và θ ∈ S N − 1 {\displaystyle \theta \in S^{N-1}} ,
Δ f = ∂ 2 f ∂ r 2 + N − 1 r ∂ f ∂ r + 1 r 2 Δ S N − 1 f {\displaystyle \Delta f={\frac {\partial ^{2}f}{\partial r^{2}}}+{\frac {N-1}{r}}{\frac {\partial f}{\partial r}}+{\frac {1}{r^{2}}}\Delta _{S^{N-1}}f}mà Δ S N − 1 {\displaystyle \Delta _{S^{N-1}}} là toán tử Laplace–Beltrami trên mặt cầu trong không gian N − 1 {\displaystyle N-1} (còn gọi là Laplacian cầu). Người ta cũng có thể viết ∂ 2 f ∂ r 2 + N − 1 r ∂ f ∂ r {\displaystyle {\partial ^{2}f \over \partial r^{2}}+{\frac {N-1}{r}}{\frac {\partial f}{\partial r}}} một cách tương đương như là 1 r N − 1 ∂ ∂ r ( r N − 1 ∂ f ∂ r ) . {\displaystyle {\frac {1}{r^{N-1}}}{\frac {\partial }{\partial r}}{\Bigl (}r^{N-1}{\frac {\partial f}{\partial r}}{\Bigr )}.}
Thực đơn
Toán tử Laplace Biểu diễn trong các tọa độ khác nhauLiên quan
Toán học Toán học của thuyết tương đối rộng Toán học và nghệ thuật Toán học tổ hợp Toán học thuần túy Toán học rời rạc Toán tử Laplace Toán học Ấn Độ Toán học Hồi giáo Trung Cổ Toán học Hy LạpTài liệu tham khảo
WikiPedia: Toán tử Laplace http://mathworld.wolfram.com/Laplacian.html http://www.encyclopediaofmath.org/index.php?title=... http://planetmath.org/?method=l2h&from=objects&id=...