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抛物线坐标


抛物线坐标

一个系统曲线坐标其中两组坐标曲面是通过旋转抛物线柱坐标关于x个-轴,然后将其重新标记为z(z)-轴。有几种符号约定。鉴于(u,v,θ)阿夫肯(1970)使用(xi,eta,φ).

抛物线坐标的方程式为

x个=悬雍垂
(1)
年=紫外线(uvsintheta)
(2)
z(z)=1/2(u^2-v^2),
(3)

哪里u在[0,信息),v英寸[0,英寸),θ(单位:[0,2pi).为了解决u个,v(v),θ,检查

x^2+y^2+z^2=u^2v^2+1/4(u^4-2u^2v ^2+v^4)
(4)
=1/4(u^4+2u^2v^2+v^4)
(5)
=1/4(u^2+v^2)^2,
(6)

所以

 平方(x^2+y^2+z^2)=1/2(u^2+v^2)
(7)

 平方(x^2+y^2+z^2)+z=u^2
(8)
 平方码(x^2+y^2+z^2)-z=v^2。
(9)

因此,我们有

u个=平方(平方(x^2+y^2+z^2)+z)
(10)
v(v)=平方(平方(x^2+y^2+z^2)-z)
(11)
θ=tan^(-1)(y/x)。
(12)

这个比例因子

胡=平方(u^2+v^2)
(13)
高电压=平方(u^2+v^2)
(14)
hθ=紫外线。
(15)

这个线条元素

 ds^2=(u^2+v^2)(du^2+dv^2,
(16)

体积元素

 dV=uv(u^2+v^2)dudvdtheta。
(17)

这个拉普拉斯算子

删除^2f=1/(紫外线(u^2+v^2))[部分/(partialu)(紫外线(partialf)/
(18)
=1/(u^2+v^2)[1/upartial/(partialu)(u(partialf)/(partialu))+1/vpartial/(partialv)(v(partialp)/
(19)
=1/(u^2+v^2)(1/u(partialf)/(partialu)+(partial^2f)/(partialu^2)+1/v(partialp)/。
(20)

这个亥姆霍兹微分方程可分离的在抛物线坐标系中。


另请参见

共焦抛物面坐标,亥姆霍兹微分方程——抛物线坐标,抛物线圆柱坐标

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工具书类

Arfken,G.“抛物线坐标(xi(西),埃塔,φ).“§2.12数学物理学家方法,第二版。佛罗里达州奥兰多:学术出版社,第109-112页,1970Moon,P.和Spencer,D.E。“抛物线坐标(μ,nu,psi)“表1.08英寸字段理论手册,包括坐标系、微分方程及其解决方案,第2版。纽约:Springer-Verlag,第34-36页,1988年。莫尔斯,下午。和Feshbach,H。方法理论物理第一部分。纽约:McGraw-Hill,第660页,1953年。

引用的关于Wolfram | Alpha

抛物线坐标

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“抛物线坐标。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/ParabolicCoordinates.html

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