微分

微分

Joh さんの書込 (2006/12/13(Wed) 02:56)

掲示板のみなさまには,いつもお世話になります. \left( \frac{\partial}{\partial r} + \frac{1}{ir}\frac{\partial}{\partial \psi} \right) ^{n} e^{im\psi} というn階微分を,nとmの漸化式の形にしたいのですが,一般項がうまく求められません.私の計算力不足が原因とは思いますが,みなさまのお知恵を拝借したく存じます.自分で手計算してみた部分だけ参考に書いておきます.

\left( \frac{\partial}{\partial r} + \frac{1}{ir}\frac{\partial}{\partial \psi} \right) ^{1} e^{im\psi} = \frac{m}{r}e^{im\psi}

\left( \frac{\partial}{\partial r} + \frac{1}{ir}\frac{\partial}{\partial \psi} \right) ^{2} e^{im\psi} =\left( -\frac{m}{r^{2}} + \frac{m^{2}}{r^{2}}\right) e^{im\psi}

\left( \frac{\partial}{\partial r} + \frac{1}{ir}\frac{\partial}{\partial \psi} \right) ^{3} e^{im\psi} =\left( \frac{2m}{r^{3}}-\frac{3m^{2}}{r^{3}} + \frac{m^{3}}{r^{4}}\right) e^{im\psi}

\left( \frac{\partial}{\partial r} + \frac{1}{ir}\frac{\partial}{\partial \psi} \right) ^{4} e^{im\psi} =\left( -\frac{6m}{r^{4}}+\frac{11m^{2}}{r^{4}} - \frac{6m^{3}}{r^{4}}+\frac{m^{4}}{r^{4}} \right) e^{im\psi}

求めたいのは,この右辺の括弧部分の一般式です.

Re: 微分

サボテン さんのレス (2006/12/13(Wed) 18:51)

一般項を

(∂/∂r+1/(ir)∂/∂ψ)^n e^(imψ)=f(r,m,n)e^(imψ)と仮定します.

(∂/∂r+1/(ir)∂/∂ψ)^(n+1) e^(imψ) = (∂/∂r+1/(ir)∂/∂ψ)f(r,m,n)e^(imψ) =f'(r,m,n)+mf(r,m,n)/r=f(r,m,n+1)・・・?

'はrの微分を表します.さらに上の式から f(r,m,n)=g(m,n)/r^nと予想されます.実際?に代入して,

(-n+m)g(m,n)=g(m,n+1) よって,g(m,n)=Π_{k=0〜n-1}(m-k)

まとめて,一般項はΠ_{k=0〜n-1}(m-k)e^(imψ)/r^nです.

計算はお確かめ下さい.

Re: 微分

Joh さんのレス (2006/12/13(Wed) 20:43)

ありがとうございます!! さっそく確かめてみます.m(_ _)m

今後とも宜しくお願い致します.