ラプラシアンの極座標表示を求めるシリーズ(目次)。 前回行った方法を3次元に適用してみます。 極座標の基底3次元での極座標の正規直交基底はこうとります: これらの基底の(極座標での)微分を計算すると以下のようになります: 微分演算子以前導いた結果より(微分演算子の行列表示)、∇を極座標と上で導入した極座標の正規直交基底を使うと と表すことができます。 この演算子の2乗(内積)がラプラシアン になるので、それを以下で計算しましょう。 微分の項 微分は2次元の場合とあまり変わりません(結果は同じ): 微分の項 微分の計算も同様: こちらも結果は同じになります。 何次元でも同じなのかな? 微分の項 微分の計算はちょっとまじめにやりましょう。 まずは を で微分: よって ラプラシアン以上をまとめると となり、以前の結果を導出完了。 これなら高次元へ拡張できそう。 微分積分・平面曲線 (岩波 数学
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