EDP4.2 - Aula Texto: Prova do Laplaciano em Coordenadas Polares

Avaliação:

Prova do Laplaciano em Coordenadas Polares

 

A transformação de coordenadas cartesianas (retangulares) para coordenadas polares é dada pelo conjunto de equações (1).

 (1)

O Laplaciano em coordenadas cartesianas é dado por (2).

             (2)

Devemos usar a regra da cadeia, para transformar a função u(x, y) em u. A derivada parcial  pode ser escrita conforme (3).

                       (3)

Aplicando a regra do produto e da cadeia novamente em (3), obtemos a expressão (4).

              (4)

Que é análoga para uyy. Somando estas duas, obtemos a expressão (5).

  (5)

Nesta expressão, as derivadas de r e em relação a x ou y são calculadas com uso das expressões (1).                   

Calculando-se as derivadas e aplicando-as em (5), obtemos:

  Que é o laplaciano em coordenadas polares.