【極座標の微分演算子のエレガントな導出】
次は、直交座標系の微分演算子の一般化から
極座標系の微分演算子(ラプラシアンを含めて)を導出します。
力付くで導出しようとすると、
直交座標(x、y、z)で、それぞれに1階偏微分、2階偏微分を導出し、
ラプラシアンの形にまとめて、導出する手順を採ります。
そのため、計算量が膨大になります。
ところが、今回の直交座標系の微分演算子の一般化をすることで、
見通しの良い理論展開を行えて、
極座標のラプラシアンも手短に見通しよく、
導出できるようになっています。
【参考文献】
詳解 物理応用 数学演習(後藤憲一ほか)
第2章 場の解析
2-3 直行曲線座標系と場の微分演算 p68~73