Nabla in verschillende assenstelsels

In de onderstaande tabel staat een overzicht van de vorm die de operator nabla aanneemt in de drie assenstelsels:

Tabel

Tabel met de operator in cilinder- en bolcoördinaten
Operatie Cartesiaanse coördinaten (x,y,z) Cilindercoördinaten (ρ,φ,z) Bolcoördinaten (r,θ,φ)
Relatie zie: Cilindercoördinaten Bolcoördinaten
eenheids-
vectoren
scalair veld
vectorveld
Niet evidente rekenregels:
  1. (Laplaciaan)

Afleidingen

Cilindercoördinaten

Gradiënt van een scalaire functie

De component van grad f in de richting van is:

De component van grad f in de richting van is:

Divergentie van een vectorveld

We drukken de divergentie uit in de componenten van de polaire voorstelling:

dus


Samen leidt dat tot:

Rotatie van een vectorveld




Transformeren naar ρ en φ:



Laplaciaan van een scalaire functie

Uit het bovenstaande volgt voor de laplaciaan van een scalaire functie :

Laplaciaan van een vectorveld

Uit het bovenstaande volgt voor de laplaciaan van een vectorveld :

En analoog:

Bolcoördinaten

Gradiënt van een scalaire functie

De component van in de richting van is:

De component van in de richting van is:

De component van in de richting van is:

Divergentie van een vectorveld

We drukken de divergentie uit in de voorstelling in bolcoördinaten:

Nu is:

en analoog voor en , zodat:



We verzamelen apart:

de termen waarin voorkomt:

de termen waarin voorkomt:


en de termen waarin voorkomt:

Samen geeft dat:


Rotatie van een vectorveld

Voor de divergentie bepaalden we . Nu moeten de andere afgeleiden bepaald worden.


Voor de x-component:



Daaruit volgt:


Voor de y-component:



Daaruit volgt:


Voor de z-component:



Daaruit volgt:


Transformeren naar en :




Laplaciaan van een scalaire functie

Uit het bovenstaande volgt voor de laplaciaan van een scalaire functie :

Laplaciaan van een vectorveld

Uit het bovenstaande volgt in bolcoördinaten voor de laplaciaan van een vectorveld :

En analoog voor de -component:


En analoog voor de -component:

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.