調和関数に関する問題

■問題

次の関数は調和関数であることを示せ.

f( x,y )= tan 1 y x

■ヒント

調和関数の定義

Δf= 2 x 2 + 2 y 2 f = 2 f x 2 + 2 f x 2 = f xx + f yy =0

がなりたつことを示す.

■答

f x = 1 1+ ( y x ) 2 ×( y x 2 ) = x 2 x 2 + y 2 ×( y x 2 ) = y x 2 + y 2

f xx = y2x ( x 2 + y 2 ) 2 = 2xy ( x 2 + y 2 ) 2

f y = 1 1+ ( y x ) 2 ×( 1 x ) = x 2 x 2 + y 2 ×( 1 x ) = x x 2 + y 2

f yy = x2y ( x 2 + y 2 ) 2 = 2xy ( x 2 + y 2 ) 2

Δf= f xx + f yy = 2xy ( x 2 + y 2 ) +{ 2xy ( x 2 + y 2 ) 2 } =0

 

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学生スタッフ作成
最終更新日: 2024年5月28日