อ่าน 5 นาที
พิกัดทรงรี
พิกัดทรงรี เป็น ระบบพิกัดเชิงตั้ง ฉาก สามมิติ ที่ขยายความจาก ระบบพิกัดวงรี สองมิติแตกต่างจากพิกัดเชิงตั้งฉากสามมิติส่วนใหญ่ที่มี พื้นผิวพิกัด กำลังสอง ระบบพิกัดทรงรีนั้นใช้...
พิกัดทรงรี
พิกัดทรงรี เป็น ระบบพิกัดเชิงตั้งฉาก สามมิติ ที่ขยายความจาก ระบบพิกัดวงรีสองมิติแตกต่างจากพิกัดเชิงตั้งฉากสามมิติส่วนใหญ่ที่มี พื้นผิวพิกัด กำลังสอง ระบบพิกัดทรงรีนั้นใช้ ควอดริกแบบคอนโฟกัลเป็น พื้นฐาน
สูตรพื้นฐาน
พิกัดคาร์ทีเซียนสามารถสร้างขึ้นจากพิกัดทรงรีได้ โดยใช้สมการต่อไปนี้
โดยที่ข้อจำกัดต่อไปนี้ใช้กับพิกัด
ดังนั้น พื้นผิวที่มีค่าคงที่จึงเป็นรูปทรงรี
ในขณะที่พื้นผิวที่มีค่าคงที่คือไฮเปอร์โบโลอิดของแผ่นเดียว
เนื่องจากพจน์สุดท้ายทางด้านซ้ายเป็นค่าลบ และพื้นผิวที่มีค่าคงที่คือไฮเปอร์โบโลอิดที่มีสองแผ่น
เนื่องจากพจน์สองพจน์สุดท้ายทางด้านซ้ายเป็นค่าลบ
ระบบควอดริกเชิงตั้งฉากที่ใช้สำหรับพิกัดทรงรีคือควอดริกแบบคอนโฟกัล
ตัวประกอบมาตราส่วนและตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์
เพื่อให้สมการด้านล่างกระชับ เราจึงแนะนำฟังก์ชันหนึ่งขึ้นมา
โดยที่สามารถแทนตัวแปรใดๆ ในสามตัวแปรนั้นได้ เมื่อใช้ฟังก์ชันนี้ เราสามารถเขียน ตัวประกอบมาตราส่วน ได้
ดังนั้น องค์ประกอบปริมาตรที่เล็กมากจึงเท่ากับ
และตัวดำเนินการลาปลาเซียนถูกกำหนดโดย
ตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์อื่นๆ เช่น และสามารถแสดงในพิกัดได้โดยการแทนที่ตัวประกอบมาตราส่วนลงในสูตรทั่วไปที่พบในพิกัดเชิงตั้งฉาก
การกำหนดพารามิเตอร์เชิงมุม
มีการกำหนดพารามิเตอร์ทางเลือก (แต่ไม่ใช่แบบตั้งฉาก) ที่สอดคล้องกับการกำหนดพารามิเตอร์เชิงมุมของพิกัดทรงกลม อย่างใกล้ชิด : [ 1 ]
ในที่นี้พารามิเตอร์ของทรงรีศูนย์กลางร่วมรอบจุดกำเนิด และและคือมุมเชิงขั้วและเชิงมุมอะซิมุทตามปกติของพิกัดทรงกลม ตามลำดับ องค์ประกอบปริมาตรที่สอดคล้องกันคือ
ดูเพิ่มเติม
- ละติจูดทรงรี
- โฟกัสลอยด์ (เปลือกที่กำหนดโดยพื้นผิวพิกัดสองพื้นผิว)
- การฉายภาพแผนที่ของทรงรีสามแกน
บรรณานุกรม
- Morse PM, Feshbach H (1953). วิธีการของฟิสิกส์เชิงทฤษฎี เล่ม 1.นิวยอร์ก: McGraw-Hill. หน้า 663.
- Zwillinger D (1992). คู่มือการบูรณาการ . บอสตัน, แมสซาชูเซตส์: โจนส์ แอนด์ บาร์ตเลตต์. หน้า 114. ISBN 0-86720-293-9.
- ซาวเออร์ อาร์, Szabó I (1967) แมทเธมาติส ฮิลฟ์สมิตเทล เด อินเฌอเนียร์ นิวยอร์ก: สปริงเกอร์ แวร์แล็ก. หน้า 101– 102. LCCN 67025285 .
- Korn GA, Korn TM (1961). คู่มือคณิตศาสตร์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร . นิวยอร์ก: McGraw-Hill. หน้า176. LCCN 59014456 .
- Margenau H, Murphy GM (1956). คณิตศาสตร์ของฟิสิกส์และเคมี . นิวยอร์ก: D. van Nostrand. หน้า 178–180 . LCCN 55010911 .
- Moon PH, Spencer DE (1988). "พิกัดทรงรี (η, θ, λ)". คู่มือทฤษฎีสนาม รวมถึงระบบพิกัด สมการเชิงอนุพันธ์ และคำตอบ (ฉบับแก้ไขครั้งที่ 2 และ 3). นิวยอร์ก: Springer Verlag. หน้า 40 –44 (ตาราง 1.10). ISBN 0-387-02732-7.
ธรรมเนียมที่ไม่ธรรมดา
- Landau LD, Lifshitz EM, Pitaevskii LP (1984). Electrodynamics of Continuous Media (เล่มที่ 8 ของหลักสูตรฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ) (ฉบับที่ 2). นิวยอร์ก: Pergamon Press. หน้า 19–29 . ISBN 978-0-7506-2634-7. ใช้พิกัด (ξ, η, ζ) ซึ่งมีหน่วยเป็นระยะทางยกกำลังสอง
ลิงก์ภายนอก
- คำอธิบายพิกัดทรงรีแบบคอนโฟคอลจาก MathWorld
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พิกัดทรงรี
พิกัดทรงรี เป็น ระบบพิกัดเชิงตั้ง ฉาก สามมิติ ที่ขยายความจาก ระบบพิกัดวงรี สองมิติแตกต่างจากพิกัดเชิงตั้งฉากสามมิติส่วนใหญ่ที่มี พื้นผิวพิกัด กำลังสอง ระบบพิกัดทรงรีนั้นใช้...
สูตรพื้นฐาน
พิกัดคาร์ทีเซียนสามารถสร้างขึ้นจากพิกัดทรงรีได้ โดยใช้สมการต่อไปนี้ ( x , y , z ) {\displaystyle (x,y,z)} ( λ , μ , ν ) {\displaystyle (\แลมบ์ดา ,\mu ,\nu )}
ตัวประกอบมาตราส่วนและตัวดำเนินการเชิงอนุพันธ์
เพื่อให้สมการด้านล่างกระชับ เราจึงแนะนำฟังก์ชันหนึ่งขึ้นมา
การกำหนดพารามิเตอร์เชิงมุม
มีการกำหนดพารามิเตอร์ทางเลือก (แต่ไม่ใช่แบบตั้งฉาก) ที่สอดคล้องกับการกำหนดพารามิเตอร์เชิงมุมของ พิกัดทรงกลม อย่างใกล้ชิด : [ 1 ]