Funzioni Armoniche: come trovarle?
Mi è stato richiesto da un esercizio di trovare una funzione armonica p(x,Y) quindi in coordinate rettangolari conoscendo il valore della funzione in 2 punti P(0,1) =2 e P(1,0)=0.
Il mio procedimento è stato quello di ipotizzare una forma della funzione con 3 costanti a,b e c:
$P(x,Y) = aX^2 + bY^2 +c$
le varie costanti le ricavo dalle condizioni che mi sono state date ovvero:
Armonica (somma delle derivate parziali doppie in X e Y nulla)
E i due valori della funzione nei due punti.
Quindi facendo il gradiente della funzione e sostituendo le condizioni sui 2 punti ho un sistema di 3 equazioni in 3 incognite che si risolve con facilità per sostituzione.Non so se il procedimento è giusto e valido per il caso generale. Anche perchè nel caso mi venisse richiesta la stessa cosa in coordinate circolari P(r,alfa) non saprei che forma dare inizialmente.
Il mio procedimento è stato quello di ipotizzare una forma della funzione con 3 costanti a,b e c:
$P(x,Y) = aX^2 + bY^2 +c$
le varie costanti le ricavo dalle condizioni che mi sono state date ovvero:
Armonica (somma delle derivate parziali doppie in X e Y nulla)
E i due valori della funzione nei due punti.
Quindi facendo il gradiente della funzione e sostituendo le condizioni sui 2 punti ho un sistema di 3 equazioni in 3 incognite che si risolve con facilità per sostituzione.Non so se il procedimento è giusto e valido per il caso generale. Anche perchè nel caso mi venisse richiesta la stessa cosa in coordinate circolari P(r,alfa) non saprei che forma dare inizialmente.
Risposte
La traccia reale di una funzione olomorfa è armonica. Quindi io farei così:
trovo i valori di $a,b in CC$ affinchè $az+b$ passi per i punti che vuoi tu, dopodichè ne prendo la parte reale.
trovo i valori di $a,b in CC$ affinchè $az+b$ passi per i punti che vuoi tu, dopodichè ne prendo la parte reale.
Scusami credo di non aver capito cosa intendi. ^^
Si, in effetti sono stato un po' sbrigativo.Il fatto è che non so cosa ho a disposizione: conosci il significato di "olomorfa"?
insomma, conosci l'analisi complessa?
Era il modo più veloce di risolvere il problema, ma se non lo conosci bisogna tentare altre vie..
insomma, conosci l'analisi complessa?
Era il modo più veloce di risolvere il problema, ma se non lo conosci bisogna tentare altre vie..
La cosa più semplice che mi viene in mente è questa: supponi $p(x,y)=ax+b$ (indipendente da $y$ ed affine in $x$) e determina $a,b \in RR$ in modo da soddisfare le condizioni assegnate.
Il metodo funziona perchè i polinomi di primo grado in $x,y$ sono funzioni armoniche (hanno laplaciano identicamente nullo).
Il metodo funziona perchè i polinomi di primo grado in $x,y$ sono funzioni armoniche (hanno laplaciano identicamente nullo).
Purtroppo abbiamo fatto un uso scarso e ridotto dei complessi quindi è preferibile adottare un'altra via per la risoluzione del problema. Per quanto riguarda la risoluzione del problema supporla di primo grado indipendete da x mi sembra una valida alternativa e infinitamente più semplice che supporla di secondo grado in entrambe le variabili.
Mi rimane soltanto un dubbio:nel caso mi sia richiesta in coordinate circolari $(x,Alfa)$ che forma devo ipotizzare?Sono più specifico, supponiamo che la forma che sto cercando la sto cercando all'interno di una corona circolare dove $a
Mi rimane soltanto un dubbio:nel caso mi sia richiesta in coordinate circolari $(x,Alfa)$ che forma devo ipotizzare?Sono più specifico, supponiamo che la forma che sto cercando la sto cercando all'interno di una corona circolare dove $a
Vediamo se funge con la funzione di due variabili di secondo grado che riscrivo così :
$u(x,y) = ax^2+by^2+c $
con le condizioni
$u(0,1)= 2$
$u(1,0)=0$
Impongo che la funzione $u(x,y) $ sia armonica e quindi $Delta u = 0 $ cioè a dire $u_(x x)+u_(yy) =0 $
da cui : $ 2a+2b =0 $ che porta a $b=-a $.
Impongo ora le condizioni iniziali :
$-a+c=2 $
$a+c =0 $
In conclusione $a= -1, b=1 ,c=1 $ e $u(x,y)= -x^2+y^2+1 $.
$u(x,y) = ax^2+by^2+c $
con le condizioni
$u(0,1)= 2$
$u(1,0)=0$
Impongo che la funzione $u(x,y) $ sia armonica e quindi $Delta u = 0 $ cioè a dire $u_(x x)+u_(yy) =0 $
da cui : $ 2a+2b =0 $ che porta a $b=-a $.
Impongo ora le condizioni iniziali :
$-a+c=2 $
$a+c =0 $
In conclusione $a= -1, b=1 ,c=1 $ e $u(x,y)= -x^2+y^2+1 $.
Si mi viene cosi. Ma supporre la funzione di secondo grado è un metodo generale? valido anche per le coordinate circolari?
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