$u = u(x, y)$ で、$x = r \cos \theta$, $y = r \sin \theta$ とする。 (1) $\frac{\partial u}{\partial r}$, $\frac{\partial u}{\partial \theta}$ を $\frac{\partial u}{\partial x}$, $\frac{\partial u}{\partial y}$ で表す。 (2) $\frac{\partial u}{\partial x}$, $\frac{\partial u}{\partial y}$ を $\frac{\partial u}{\partial r}$, $\frac{\partial u}{\partial \theta}$ で表す。 (3) $(\frac{\partial u}{\partial x})^2 + (\frac{\partial u}{\partial y})^2$ と $\frac{\partial^2 u}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 u}{\partial y^2}$ を $\frac{\partial u}{\partial r}$, $\frac{\partial u}{\partial \theta}$ で表す。
2025/7/10
1. 問題の内容
で、, とする。
(1) , を , で表す。
(2) , を , で表す。
(3) と を , で表す。
2. 解き方の手順
(1) 連鎖律より、
(2) (1) より、
これらを と について解く。
(3)
ただし、この導出は複雑であり、ここでは省略する。
3. 最終的な答え
(1)
(2)
(3)