Файл: Лекция 12 Интегрирование уравнений Лапласа в цилиндрических координатах.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 13
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция 12
Интегрирование уравнений Лапласа в цилиндрических координатах
Ключевые слова: уравнение Лапласа,цилиндрические координаты,метод разделения переменных,уравнение Бесселя,цилиндрические функции, функция Бесселя, функция Неймана.
Уравнение Лапласа в цилиндрических координатах имеет следующий вид:
. (4.1)
Решение этого уравнения ищем методом Фурье. Положим, что
(4.2)
и подставим это произведение в уравнение (4.1). Тогда получим два уравнения
, (4.3)
. (4.4)
К первому уравнению еще раз применим метод Фурье. Пусть
. (4.5)
Для функций получим следующие обыкновенные дифференциальные уравнения
, (4.6)
. (4.7)
Общие решения уравнений (4.4) и (4.7) имеют вид:
, (4.8)
. (4.9)
Уравнение (4.6) можно представить в виде
Это уравнение называется уравнением Бесселя. Интегралы этого уравнения называются цилиндрическими функциями или функциями Бесселя:
,
где - бесселева функция первого рода порядка .
Если есть целое число (
), то решение уравнения Бесселя выражается формулой
,
где - функция Бесселя второго рода, которую еще называют функцией Неймана.