「原点におかれた点電荷qによる電位φ(r)が、原点以外の点でラプラスの方程式∇^2φ(r) = 0を満たすことを示せ」
という問題があるのですが、解答の示し方で(ηは偏微分と思ってください)
η^2(1/r)/ηx^2 = -((1/r^3)-(3x^2・1/r^5))
より
∇^2 = -qk(3/r^3-3(x^2+y^2+z^2)/r^5)=0
という示し方をしているのですが、なぜ上式から下式が導けるのでしょうか?
そもそも偏微分η(1/r)/ηxという書き方の意味がよく分かりません…。なぜ普通(?)は
η(r)/ηx
という書き方だと思うのですが、それが1/rになると、式的にどういう意味になるのでしょう?それがどう下式を導くのでしょうか?
分からない部分が多くてすみません。よろしくお願いします。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
xでなりたてば
∂^2(1/r)/∂x^2 = -((1/r^3)-(3x^2・1/r^5))
∂^2(1/r)/∂y^2 = -((1/r^3)-(3y^2・1/r^5))
∂^2(1/r)/∂z^2 = -((1/r^3)-(3z^2・1/r^5))
がなりたつから
∂(1/r)/∂xは∂/∂x(1/r)
とおなじ
∂f/∂x
のfに直接関数形をかいただけ
関数形がながければ∂/∂xを先にかいて
関数を後に書く
ちなみに、1/r だからx,y,zのデカルト座標でなく
球座標で表したほうが簡単。
∇^2 φ=(1/r^2)∂(r^2∂φ/∂r)/∂r
にだいにゅうすれば(r^2∂φ/∂r)は定数になる
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