$z = f(x, y)$は、偏導関数がすべて存在し、かつ偏導関数がすべて連続とする。このとき、$x, y$を座標$(\xi, \eta)$に座標変換すると、以下の式が成り立つことを示せ。 $\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{\frac{\partial y}{\partial \eta} \frac{\partial z}{\partial \xi} - \frac{\partial y}{\partial \xi} \frac{\partial z}{\partial \eta}}{J}$ $\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\frac{\partial x}{\partial \xi} \frac{\partial z}{\partial \eta} - \frac{\partial x}{\partial \eta} \frac{\partial z}{\partial \xi}}{J}$ ここで、$J = \frac{\partial x}{\partial \xi} \frac{\partial y}{\partial \eta} - \frac{\partial x}{\partial \eta} \frac{\partial y}{\partial \xi}$である。
2025/5/29
1. 問題の内容
は、偏導関数がすべて存在し、かつ偏導関数がすべて連続とする。このとき、を座標に座標変換すると、以下の式が成り立つことを示せ。
ここで、である。
2. 解き方の手順
まず、をとで偏微分することを考える。連鎖律より、
この連立方程式をとについて解くことを目指す。
1つ目の式にをかけ、2つ目の式にをかけると、
上の式から下の式を引くと、
よって、
同様に、1つ目の式にをかけ、2つ目の式にをかけると、
下の式から上の式を引くと、
よって、