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教科書 青山学院大学 理工学部 物理・数理学科 西尾研究室 denen09

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Academic year: 2018

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(1)

2009

8

15

By I.Nishio

✏✞✑ ✒✔✓✖✕

✗✙✘✛✚✢✜✤✣✦✥★✧✦✩

Z

✪✬✫✮✭

S

A · ˆndS = ~

Z

S

✯✱✰

∇ · ~

AdV

✚✳✲✵✴✢✶✷✚✢✜✤✧✦✩

I

✪✸✫✮✹

c

A · ˆtds = ~

Z

c

✺✼✻✾✽❀✿❂❁

(∇ × ~ A) · ˆndS

∇ · ( ~ E × ~ B) = ~ B · (∇ × ~ E) − ~ E(∇ × ~ B)

❃❅❄✦❆

✜✤❇✢❈❊❉●❋■❍✦❏❊✶❑✲❂▲

S = ~ 1

µ 0

( ~ E × ~ B)

∇ · (∇ × A) = 0

∇ × (∇ × ~ A) = ∇ · (∇ · ~ A) − ∇ 2 A ~

❏❊✶❑✲❂▲✢▼❅◆P❖✷◗❙❘✛▲❚✜✤✧✦❯

∇ × ~ A = ~ B

(2)

1

❲ ❳ ❨

❩ ✜

❃✦❄✦❬❪❭❅❫❵❴✙❛✛❜❵❝❊❞✠❡

A

❭■❣✷❤❪❭❥✐

✩✦❦

❭❵❧❥✐♥♠

✐♣♦

❭❅q❅r

✜ts❪✉❚✜✢✈●✇

❃❵❄✦❬❵❭■①t②❵③❊④⑥⑤⑧⑦■⑨✷⑩

❶✳❷

⑩✦❸★❹❻❺❻❼■①❾❽❅❿■➀❾❽❚⑦✷➁

❉❙➂✛❍➄➃➆➅

①❑➇➉➈❊⑦✦➊★⑦■➋➍➌

✜ ➀ ✇

❤❅➎P➏➑➐

✜❚➒

⑦ ❶❙➓

❤❅➎P➏➑➐

✜❚➒

⑦ ❡➔❃

❃➍r ➓ ❡➣→❅↔➍r ➓❊↕

✜t➙⑥✜

❭❙q

❶✳❷ ❹★❞➜➛

❏❅▲

①❻➝

❍P➞

➋❾➟P➌❙➠

❈✙➡t➢✢➤❪➥

➠➑➟➦➠➨➧❙➝

✜ ➛

❏❅▲P❉➑➩

⑨t➊❅➫➄➭

⑤➑❞✛➯✙⑦

⑤⑧➀✢❞✤➲❚⑦

✜ ➀

✇❙➳

①✢➵

❈■➸⑥➺✷❉●➻

➠➼➊★⑦❙⑩❅④★➽★➋❊⑤✵➾❚➀

❍t➥

❩ ❈ ❞✤➚❊➪❪➀✢❞❅➵ ➃●➡t➢❙➤❻✇❪➶❊✜ ⑩✦❸➘➹➣➹➣➹

➅ ➫ ✇ ❩ ✜

❡➔❃❅❄❅❬✦❭❚➴❾➝➷➛

❏✦▲

❫✦❴❊❛✤❜❅❝✢r➍❞❻❺❻❼

✜❚✘❪➬✦➮t➱■✴★✃

❹❅➵❙➋➼❐★q✦➈⑥❹✛❒❅❮❰➠➼➊★⑦

➡✷❍t➥

(3)

2

❲ Ï Ð Ñ Ò Ó

2.1

ÔÖÕ✂×ÙØ✞Ú✔ÕÛÔÖÕ

2.1.1

ÜÞÝ➄ß✳à❰ß

1

➎✦♦

✜❙á

y = f (x)

✜✤â❅ã

➒tä❵◆✢✴✢å❪✴✤æ➍ç

f (x + ∆x) = f (x) + f (x)∆x + 1

2! f

′′ (x)∆x 2 + ··

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✩⑥✜✛õ

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❈ ➋ ➓ ➃ ❶

➥❾õ■ø✤✇❵æ➍ç

➀❊ù❪➋❊⑤❵➠➼➊

f (a + x) = c 0 + c 1 x + c 2 x 2 + c 3 x 3 + c 4 x 4 + ··

⑤✵➈✙⑦✦➊

x = 0

⑤⑧➫❰➭❻⑤

f (a + 0) = c 0 + c 1 × 0 + c 2 × 0 + · · ·

= c 0

⑤ ➅

⑨t➊

c 0 = f (a)

①✷ú

➡➦➃●➡✷❍t➥❪û

❹✤ü✦ý

x

â❅ã

➠➼➊

f (a + x) = c 1 + 2c 2 x + 3c 3 x 2 + 4c 4 x 3 + · · ··

❩❅❩

➀❾ü✦ý

x = 0

⑤⑧➫❰➭❻⑤

f (a + 0) = c 1 + 2c 2 × 0 + 3c 3 × 0 + · · ·

= c 1

⑤ ➅

⑨t➊

c 1 = f (a)

①✷ú

➡➦➃●➡✷❍✷➥❻û

❹ ➡

⑩✤ü✦ý

x

â❅ã

➠➼➊

f ′′ (a + x) = 2c 2 + 3 × 2c 3 x + 4 × 3c 4 x 2 + · · ·

➡ ⑩

x = 0

⑤⑧➫★⑦✦➊

f ′′ (a + 0) = 2c 2 + 3 · 2 · 0 + 4 · 3 · c 4 · 0 + · · ·

= 2 · c 2

➒❊➃

c 2 = f ′′ 2 (a)

❉➼þP➡✷❍t➥

ÿ⑥❹✤ü✦ý

x

â❅ã

➠➼➊

f ′′′ (a + x) = 3 · 2 · 1 · c 3 + 4 · 3 · 2 · c 4 x + · · ·

➒❊➃

x = 0

⑤⑧➫★⑦✦➊

c 3 = f ′′′ 3! (a)

❉ ➏ ❍ ❩

⑤⑧①❅➀❊ù ➡✷❍t➥

(4)

✂✁☎✄

➃✝✆

➠➼➀

c n = f

n (a)

n!

⑤ ➅ ➋ ❩

⑤⑧①

ã ➟

➃●➡✷❍t➥

➡ ⑩ ❩

✜✤æ➍ç➍✜✟✞

⑤✡✠☞☛

✞ ➀

f (a + x) = f (a) + f (a)x + 1

2 f

′′ (a)x 2 + 1

3! f

′′′ (a)x 3

+ ··

➂ ➇➼❹

✜✟✞ ➀

X = a + x

⑤⑧➫★⑦✦➊

f (X) = f (a) + f (a)(X − a) + 1 2 f ′′ (a)(X − a) 2 + 3! 1 f ′′′ (a)(X − a) 3 + ··

➎✦♦

❉✟✌

❹✎✍❑➠➼➊

f (x) = f (a) + f (a)(x − a) + 1 2 f ′′ (a)(x − a) 2 + 3! 1 f ′′′ (a)(x − a) 3 + ··

✏ ❹ ❩

✜✟✞➦❉

f (x)

x = a

✜✎✑✳➃ ✜✤æ➍ç ⑤✓✒➍⑦ ➡✷❍t➥

❛✤❜

f (x) = 1 + 3x + 3x 2 + x 3

x = −1

✜✎✑✳➃

3

ûP➡

æ➍ç

➅❚➂

⑦ ➥

ó ❖➦✲☞✔✕✞

f (x) = f (a) + f (a)(x − a) + 1

2 f

′′ (a)(x − a) 2 + 1

3! f

′′′ (a)(x − a) 3 + ··

❹❪➫★⑦✦➊

a = −1

⑤⑧➫★⑦✦➊ ✇✗✖✗✘ ❉✚✙✗✛ ➠ ➅❚➂ ⑦ ➥

➡ ⑩ ✇

4

û

✢✜

✜✤æ➍ç

❞✤✣✦✥

➋❾➟★✧✦✩

➅❚➂

⑦ ➥

❛✤❜

2-1-1-1

✂✁ ✜❙á ♦ ❉✫✪★✧ ➂➑❈ ⑩✎✬ ✜✎✑✳➃ ➀

4

ûP➡ ➀ æ➍ç ➠ ➅❚➂ ⑦ ➥

(1)ln x(ln x

log e x

✜✎✭✯✮☎✰ ➀ ❍

)

x = 1

✜✎✑✳➃ ➀ ➥

(2)sin x

x = 0

✜✎✑✳➃

➀ ➥

(3)ln(1 − x)

x = 0

✜✎✑✳➃ ➀ ➥

(4)tan x

x = 0

✜✎✑✳➃

➀ ➥

2.1.2

✱➄Ý➄ß✳à❰ß

z = f (x, y)

è ✜✟✲ é ✂✳ ✜ ➎✦♦ ✜❙á ♦ ❉✡✴ ➎✦♦ á ♦Þ⑤✓✒➍⑦ ➡✷❍✷➥☎✵✂✶➍➅✸✷ ⑤❵➠➼➊

z = exp(−x 2 − y 2 )

❉✡✹ ➊✦✺ ➡ ➠✯✻✗✥ ➥

-2

-1

0

1

2 -2

-1

0

1

2

-2

-1

0

1

2 -2

-1

0

1

2

✼ ✴☞✽

⑤❵➠➼➊✿✾❁❀★❂■➀

➊★⑦➍➋❊⑤

3D

❹ ➅ ➃●➡✷❍t➥

➤❙➅✸❃

☛➼➀

❍✷➥✤❄✚❅

➀ ❍

①❾➎✦♦❚①

3

✂✳

✜❙á

❉❇❆

❋■❍

⑤➑❞❪➀❊ù

➡t➢✢➤✢✜

✇❉❈★❊

➠●❋✙⑦

➀☎❋❰➠❚➭

❃ ☛

➋❾➟⑥➌❙➠ ❈✙➡t➢❙➤❪➥

(5)

2.1.3

❍❏■▲❑

✜■➒ ✥ ➅✟✴ ➎❵♦ á ♦ ✜✛â✦ã ❞ ✇

2

✢✳ ✜ ➎❵♦ ❉ ✠❖◆★❹✟P➍➟P➠●➊⑥➠ ➡ ✥❵⑤❘◗✿❙❚①❵é❅➟ ➅ ➭ ➅ ➃ ➡t❍ ➟ ➇ ✇❚✖ ❷

➎✦♦

✜ ✺ ❉

P■➟ö➠➼➊★✧✦✩➍➋ ❡

â❅ã❯✔❲❱❅â❅ã

r❙①❇❳✂❨

❈✙➡✷❍t➥❵✧✦❯

,

⑤❵➠➼➊

f (x, y)

✧✦✩✦➊

∂f

∂x = lim ∆x→0

f (x + ∆x, y) − f(x, y)

∆x

❩ ❈ ❞

y

❡✧

♦❙r➜⑤❩✧★✩❵➊❇❬

➻ ❹

x

â✦ã

➠✛⑩

⑤❪❭✳➭✓✠❫☛⑧➀

❍ ➟ ➇

✇❁❴

❭✦↔❊❹❻➀❊➌➼➀✙ù❻➋

(

❤❪❭✦↔

➇●④

❈ ❹

➀❊➌

)

⑤➼❹ ➅➜➃ ➡t❍t➥✿❱✦â✦ã❚✜✚❵✦í✙➅✎❛✗❜ ⑤❪➠●➊ ❝

❍❞■❡❑❣❢✐❤❦❥♠❧▲♥❣♦q♣❏rts★✉❣✈♠✇

①❙➵ ➃⑧➡t❍t➥✿✵✢✶❙➅

①✙ë❅❞✟②★③⑥❹❅➵ ➃●➡✷❍ ➟➜➇

❩❅❩

➀✢❞✸①✙ë❅❞❊➠ ➡t➢❙➤❪➥

✷ ❜

1 exp(−x 2 − y 2 )

x

➀ ❱❅â❅ã ➠ ➅❚➂ ⑦ ➥

✜✎✷

❹ á

➠➼➊✢❞

exp(−x 2 − y 2 ) = exp(−x 2 ) × exp(−y 2 )

⑤✵➈P➽

➡✷❍

➟➜➇

x

❱❅â❅ã➍❍

➋❊⑤❾ù❾❹❅❞

exp(−y 2 )

♦Þ⑤④✧✦✩ ➇

❈✙➡✷❍

➟➜➇

∂x exp(−x

2 − y 2 ) = exp(−y 2 ) ∂x exp(−x 2 ) = exp(−y 2 ) × (−2x) exp(−x 2 )

= −2x exp(−x 2 − y 2 )

❉➼þP➡✷❍✷➥

❛✤❜

2-1-3-1

✂✁

✜❙á

❉✫✪★✧ ➂➑❈

⑩✤➎✦♦❚➀

❱❅â❅ã

➅❚➂

⑦ ➥

(1)f (x, y, z) = px 2 + y 2 + z 2

x

➀ ➥

∂f

∂x =

(2)f (x, x , y, y , z, z ) = p(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z − z ) 2

x

➀ ➥

∂f

∂x =

(3)f (x, x , y, y , z, z ) = p(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z − z ) 2

x

➀ ➥

∂f

∂x =

(4)f (x, x , y, y , z, z ) = px ′2 + (y − y ) 2 + (z − z ) 2

x

➀ ➥

∂f

∂x =

(5)f (x, x , y, y , z, z ) = p(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z − z ) 2

z

➀ ➥

∂f

∂z =

(6)sin x+y 2 

y

➀ ➥

∂y sin

x+y

2  =

(7)cos(x 2 + y 2 )

x

➀ ➥

∂x cos(x

2 + y 2 ) =

(8)ln(x 2 + y 2 )

y

➀ ➥

∂x ln(x

2 + y 2 ) =

⑤✗⑥★⑦✯⑧☎⑨★⑩✦⑦

❩❅❩

➀❖✒❦✥ ✧★❶❅ã❊✜✎❱❅â❅ã ⑤➑❞

I =

Z ∞

−∞

f (x, x )dx

❹❻é❙⑦✦➊

∂I

∂x

❉ ✧✦✩ ➒ ✥✦⑤●⑦❷✥

⑤⑧➀ ❍✷➥

➌❵⑨❚⑤❘❸★❹

❆✦❺❊❹❅❞

I =

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

f (x, x , y, y , z, z )dx dy dz

➅ ✣➑❹❻é❙⑦✦➊

∂I

∂x

∂I

∂y

∂I

∂z

(6)

❩ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

❩ ❈ ✶❪✴✢❾■❖t✜ ➅ ✧★❶❅ã

E(x, y, z) = ~ 1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

ρ(x , y , z ){(x − x x + (y − y ˆ y + (z − z z)}

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2 dx

dydz

➀✿➀❫✩➜➇

❈ ➋ ❩ ⑤ ➅

✣✛❹

á

➠➑➊❻❤★➎

❵❙í

➅❑➃●➡❾❍t➥

✜■✶❵✴✂❾❚❖✷✜

❂✦❿⑥❞✸➁

(x, y, z)

❹✦➫■➽❙➋✛❃❅❆❊①❻❃★➂✢➃✦➄

ρ(x , y , z )

❉✡➅■➤ ④ ✧★❶❅ã❊✜✟✰ ➀✷➈P➽❅➋

❩ ⑤ ❉●❋ ➠●➊❅➫ ➃ ✇ ➠➼➟⑥➌ ↕ ✜✎➆❁➇ ①❇➁

(x, y, z)

✜❙á ♦⑥❹ ➅ ➋

(

❄➦➃❪➈ ➀

❍❁➉

)

➠✛⑩❾①■⑨✛➊

✇ ❩ ❈ ❞

❱✦â✦ã✙✜✟➊❁➋

❹ ➅ ➋ ❩ ⑤

❉⑧❋

➠●➊✦⑦

➡t❍t➥❙❏✙✶ ✲ ▲

④❊⑤✎➌

❖➎➍✾✶✡➏❚➐❅✜

➀✷❃❪❆

x

ã

④★➽ ✜✟✞

(

✶❪✴✢❾■❖t✜ ❂★❿ ✜✟➒★➓✦➔

)

❹ ❍ ➋❊⑤

E x (x, y, z) = 1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

ρ(x , y , z )(x − x )

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2 dx

dydz

❍✢➅ ❨ ñ

I(x, y, z) =

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

f (x, x , y, y , z, z )dx dy dz

✜✟✰➦❉

➠➼➊★⑦➍➋

⑤⑧①

ã ➟

➃●➡✷❍✷➥

(

?)

✜❙á

✜✎❱❅â❅ã

✇✗❶❅ã

①⑥➌➍⑤❻➌➍⑤Ù❡➣→❙r

(

②★❿■➀✢❞

➅ ⑦

➥❪➶❊✜

⑩✦❸

)

✜✎↔q↕

I(x, y, z) =

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

f (x, x , y, y , z, z )dx dy dz = lim

n→∞

n

X

i

f (x, x i , y, y i , z, z i )∆x i ∆y i ∆z i

➀✢➵❙➋

❩ ⑤ ❉ ✧✦✩➍➋❊⑤ ✇

∂I(x, y, z)

∂x =

∂x

(

n→∞ lim

n

X

i

f (x, x i , y, y i , z, z i )∆x i ∆y i ∆z i

)

➇➼❹

❡➣→

✜✤â❅ã

r❚❞ ❡

â❅ã❊✜

→❙r★➀

➟➜➇

= lim

n→∞

n

X

i

∂x f (x, x i , y, y i , z, z i )∆x i ∆y i ∆z i

=

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

∂x f (x, x

, y, y, z, z)dxdydz

❍❏■▲❑➛➙✯➜❡❑➝❢✤❧➞♥➠➟❦➡❞➢❞➤❣➥❣➦q➢❣➧➨✇

⑤●⑦❷✥

➆❁➇

❹ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

➂ ➇➼❹ ➮q✽④➩✙❘☎➫❅◆ ✒❦✥✦⑤ ✇ ❃❅❄❅❬■➀✢❞ ✴ ➭ ✜ ❆✦❺★➭➜➌✟✧✦✩ ø ❹

❍❏■➞❑❣➯♠➜❏❑➞➲❡➳▲❥▲➵➞♦♠➡❏➢➺➸➻s☞➼❦➥

!!!

❍✷➥

✷ ❜

1

E x (x, y, z) = 1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

ρ(x , y , z )(x − x )

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2 dx

dydz

x

❱❅â❅ã

➅❚➂

⑦ ➥

➽★➾

â❅ã ⑤ ❶❅ã❊✜✎➚★➪ ❞✎➶ ❈✿➹ ✩➍➋

⑤⑧①❅➀❊ù❪➋❾➟➜➇

∂E x (x, y, z)

∂x =

1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

∂x

 ρ(x, y, z)(x − x)

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2



dx dy dz

(7)

❩❅❩

ρ(x , y , z )

x

❹✎➘★➴❑➠

⑦✦➟➜➇

✇❪â❅ã❊✜✎➷

❹❙➏

❍ ❩

⑤⑧①❅➀❊ù✤➊

= 1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

ρ(x , y , z )

∂x

 (x − x )

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2



dx dy dz

❽❊❞

∂x

 (x − x )

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2



❉✚✙✗✛

➠➼➊

= 1

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2

3(x − x ) 2

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 5 2

⑨t➊

∂E x (x, y, z)

∂x =

1

4πε 0

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

Z ∞

−∞

ρ(x , y , z )

 1

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 3 2

3(x − x

) 2

{(x − x ) 2 + (y − y ) 2 + (z + z ) 2 } 5 2



dx dy dz

⑤ ➅ ➋ ➥

✷ ❜

2

❡ ✗✙✘✛✚❇❶❅ã r

Z ∞

−∞ exp(−ax

2 )dx = r π

a

ü✦ý

a

❱❅â❅ã➍❍

➋ ❩

⑤➑❹

⑨t➊

Z ∞

−∞

x 2 exp(−ax 2 )dx

ú❊❸

➒●➥

➽★➾

:

✗✙✘✛✚❇❶❅ã

r

✜✟✞⑥✜ ü✦ý

a

❱❅â❅ã➍❍

➋❊⑤

∂a

Z ∞

−∞ exp(−ax

2 )dx =

∂a

r π

a

❩❅❩

➀✿➬❵ý ✜ ❡❶❅ã ⑤ ❱❅â❅ã r ✜✎➚★➮ö❉ ➶ ❈✿➹ ✩✦➊

Z ∞

−∞

∂a exp(−ax

2 )dx = −

√ π

2a 2 3

Z ∞

−∞ −x

2 exp(−ax 2 )dx = −

√ π

2a 2 3

➒ ⑨t➊

Z ∞

−∞

x 2 exp(−ax 2 )dx =

π

2a 2 3

❉➼þP➡✷❍✷➥

❛✤❜

2-1-3-2 I 4 = R −∞ x 4 exp(−ax 2 )dx

❉ ú❊❸ ➅❚➂ ⑦ ➥

❛✤❜

2-1-3-3 I 2n = R −∞ x 2n exp(−ax 2 )dx

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

(8)

2.1.4

✱➄Ý➄ß✳à❰ß➞❥♠➱❣✃

✴ ➎✦♦ á ♦ ➌❒❐q❮t➎✦♦ ✜❙á ♦Þ⑤✡✠ ✉ ❹ æ➍ç❅❍ ➋ ❩

⑤⑧①❅➀❊ù ➡✷❍✷➥

f (x 0 +∆x, y 0 +∆y) = f (x 0 , y 0 )+  ∂f

∂x

0

∆x + ∂f

∂y

0

∆y



+ 1

2!

 ∂ 2 f

∂x 2

0

∆x 2 + 2

2

∂x∂y

0

∆x∆y +

2 f

∂y 2

0

∆y 2



+···

+ 1

n!



n C 0

n f

∂x n

0

∆x n + n C 1

n f

∂x n−1 ∂y

0

∆x n−1 ∆y + · · +nC k

n f

∂x n−k ∂y k

0

∆x n−k ∆y k + · · + n C n

n f

∂y n

0

∆y n



+··

⑤ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

❩❅❩

| 0

(x 0 , y 0 )

❹❪➫➍➽★➋✚✬

❉✫❰

➪❊➠

➡✷❍t➥❻❍✢➅

❨ ñ

∂f

∂x

0

∂f

∂x

(x 0

Ï

y 0 )

❹❪➫➍➽★➋✚✬❊❹

➅ ➃●➡

❍✷➥

n

û❊✜☎Ð❖Ñ❁✘

1

n!

" n

X

k=0

n C k

n f

∂x n−k ∂y k

0

∆x n−k ∆y k

#

❍✷➥

2

➎✦♦❚➀

❩ ➤❙➅

➀ ❍

➟➜➇

3

➎✦♦

4

➎✦♦

k

➎✦♦

✜☎Ð❖Ñ❁✘

❞✛ÿ⑥❹✦❸

✣➍➭

➂ ➭ ➅ ➋ ✜ ➀

❩❅❩

➀✢❞

✭✯✮

➠ ➡

❍ ①

✇✦Ð❵û❊✜✚✘➦➡

➀✢❞

ì✦í❊➅★✜

3

➎✦♦⑥❹❻é❙⑦✦➊

❩❅❩

❹✛➈✙⑦✦➊❅➫❊ù

➡✷❍✷➥

f (x 0 + ∆x, y 0 + ∆y, z 0 + ∆z) = f (x 0 , y 0 , z 0 ) +  ∂f

∂x

0

∆x + ∂f

∂y

0

∆y + ∂f

∂z ∆z

0



+ 1

2!

 ∂ 2 f

∂x 2

0

∆x 2 +

2 f

∂y 2

0

∆y 2 +

2 f

∂z 2

0

∆z 2 + 2

 ∂ 2 f

∂x∂y

0

∆x∆y +

2 f

∂y∂z

0

∆y∆z +

2 f

∂z∂x

0

∆z∆z



+(

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exp(−(x 2 + y 2 ))

(0, 0)

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f (x, y) = exp(−(x 2 + y 2 ))

⑤✡❮✦⑦❙⑩P⑤❾ù

f (x, y)

∂f

∂x = −2x exp(−(x 2 + y 2 ))

∂f

∂y = −2y exp(−(x 2 + y 2 ))

2 f

∂x 2 = −2 exp(−(x 2 + y 2 )) + 4x 2 exp(−(x 2 + y 2 ))

2 f

∂y 2 = −2 exp(−(x 2 + y 2 )) + 4y 2 exp(−(x 2 + y 2 ))

2 f

∂x∂y = 4xy exp(−(x 2 + y 2 ))

(0, 0)

❹❪➫➍➽★➋✚✬■➀

❍t➥

f (0, 0) = 1

∂f

∂x = −2x exp(−(x 2 + y 2 ))

➒ ⑨t➊

∂f

∂x

0 = 0

∂f

∂y = −2y exp(−(x 2 + y 2 ))

(9)

⑨t➊

∂f

∂y

0 = 0

2 f

∂x 2 = −2 exp(−(x 2 + y 2 )) + 4x 2 exp(−(x 2 + y 2 ))

➒❊➃

2 f

∂x 2

0 = −2

2 f

∂y 2 = −2 exp(−(x 2 + y 2 )) + 4y 2 exp(−(x 2 + y 2 ))

➒❊➃

2 f

∂y 2

0 = −2

2 f

∂x∂y = 4xy exp(−(x 2 + y 2 ))

➒❊➃

2 f

∂x∂y

0 = 0

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⑤⑧①❅➀❊ù ➡✷❍t➥ ✂✳ ❉✦➡ ⑤➼❸❵➊ ✇ ✂✁ ✜ ❡æ➍ç➍✜✟✞ r❚❹✟Ø ➃

❩✎Ù

f (0 + x, 0 + y) = f (0, 0) +  ∂f

∂x

0

x + ∂f

∂y

0

y



+ 1

2!

 ∂ 2 f

∂x 2

0

x 2 + 2

2

∂x∂y

0

xy +

2 f

∂y 2

0

y 2



+ (

Ò✗Ó

⑧✿Ô

)

exp(−(x 2 + y 2 )) = 1 + [0 × x + 0 × y] + 1 2 [−2 × x 2 + 2 × 0 × xy − 2 × y 2 ) + (

Ò✗Ó

⑧✿Ô

)

= 1 − (x 2 + y 2 ) + (

Ò✗Ó

⑧✿Ô

)

❉➼þ

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✜✟✞

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0

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-0.2

0

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1 0.5

2 1.5

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(0, 0)

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❛✤❜

2-1-4-1

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1

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❛✤❜

2-1-4-2

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✜❙á

❉✫✪★✧ ➂➑❈

⑩✎➁

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2

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❛✤❜

2-1-4-3

✂✁

✜❙á

❉✫✪★✧ ➂➑❈

⑩✎➁

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3

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2.1.5

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f (r)

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r = px 2 + y 2 + z 2 )

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ρ = p x 2 + y 2

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➀✢❞

f (g(x, y))

x

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1

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∂f

∂x = lim ∆x→0

f (g(x + ∆x, y)) − f(g(x, y)

∆x

⑤ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

❩❅❩

➀ ❡æ➍ç r ❉ ❳❏✥✦⑤

g(x + ∆x, y) = g(x, y) + ∂g

∂x ∆x

(

Ð❵ûP➡ ➀ ✜✤æ➍ç

)

⑤ ➅ ➃●➡✷❍t➥✙➡ ⑩ ❩

✜✎➆❁➇➦❉ ✂✁ ✜❚➒ ✥➼❹✛➈➜ù☎þ⑥➠➼➊

= g(x, y) + ∆g

ð★ð❇ñ

∆g = ∂g

∂x ∆x

(11)

✜✎❱❅â❅ã❊✜✟✞ ❍

∂f

∂x = lim ∆x→0

f (g(x, y) + ∆g) − f(g(x, y)

∆x

⑤ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

❩❅❩

f (g(x, y) + ∆g)

❹❻é❙⑦✦➊⑥➌

1

➎✦♦

á ♦

f ()

✜✤æ➍ç✙❉

❳❏✥✦⑤

= lim

∆x→0

f (g(x, y)) + f (g(x, y))∆g − f(g(x, y)

∆x

= lim

∆x→0

f (g(x, y))∆g

∆x

❩❅❩

∆g

✜✁✦ö

= ∂x ∂g ∆x

Ø ➃ ❩✎Ù

= lim

∆x→0

f (g(x, y) ∂g ∂x ∆x

∆x

= f (g(x, y)) ∂g

∂x

❩✦❩

➀ ✇

g(x, y)

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✜✚✰

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➥⑥➡

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➎✦♦

✜❙á

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➡✷❍✷➥

✷ ❜

2 f (ρ)

x

❱❅â❅ã

➅❚➂

⑦ ➥

❩❅❩

ρ = px 2 + y 2 (

☎✁✆✞✝✠✟✠✡

ρ)

❩❅❩

➀✢❞

➈❚✜✎✷

1

✜✎➆❁➇➦❉

❳❏✥

➥ ↕

✜✎➆❁➇

➟➜➇

∂f

∂x = f

(ρ) ∂ρ

∂x

⑤ ➅ ➋ ✜ ❞❅ëö➇ ➟❅➀✢➵❙➋ ➥ ➠✤⑩❪①✙⑨t➊❇❽❊❞ ✇

∂ρ

∂x

❉✚✙✗✛

➀❊ù

❈■➸❚➒

⑦ ➥

∂ρ

∂x =

∂x

p x 2 + y 2 =

∂x (x

2 + y 2 ) 1 2 = 1

2 (x

2 + y 2 ) 1 2 −1 (2x)

= x

px 2 + y 2 =

x

ρ

⑤ ➅ ➋❾➟➜➇ ✇✗➆❁➇ ❞

∂f

∂x = f

(ρ) x

ρ =

df

 x

ρ



⑤ ➅ ➋ ➥

❛✤❜

2-1-5-1r = px 2 + y 2 + z 2

⑤❵➠✤⑩P⑤❾ù

(1) 1 r

x

❱❅â❅ã

➅❚➂

⑦ ➥

(2) r 1 2

x

➀ ❱❅â❅ã ➠ ➅❚➂ ⑦ ➥

❛✤❜

2-1-5-2

1

❹❻é❙⑦✦➊

∂f

∂y

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

❛✤❜

2-1-5-3

✷ ❜

2

❹❻é❙⑦✦➊

∂f

∂y

❉ ú❊❸ ➅❚➂ ⑦ ➥

❛✤❜

2-1-5-4

✷ ❜

2

❹❻é❙⑦✦➊

2 f

∂x 2 +

2 f

∂y 2

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

ó ❖➦✲

:f (ρ) = df

ρ

④★➽ ✜

1

➎✦♦ ✜❙á ♦❚➀✢➵❙➋❾➟➜➇ ✇ ❺ ➑ á ♦Þ⑤④✧✦✩✦➊ ❱❅â❅ã ①❅➀❊ù❪➋ ➥ ➌ ñ✠☛❾➤

f (ρ) = df

❉❙➂

➇➼❹

ρ

➀✿❬

➻ ❹ â❅ã

➠✤⑩❚➌

✜ ❞

f ′′ (ρ) = d 2 f 2

⑤✵➈✙⑦✦➊

➒ ⑦ ➥

❛✤❜

2-1-5-5 2

➎✦♦

✜❙á

f ()

f (g(x, y), h(x, y))

⑤✵➈P➽★➋❊⑤❾ù

∂f

∂x

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

(

ó

❖➦✲

:

➎✦♦

á ♦

✜✤æ➍ç

❳❏✥

)

(12)

❛✤❜

2-1-5-6 φ(r)

⑩❅④❊➠

r = px 2 + y 2 + z 2

❹❻é❙⑦✦➊

(1) ∂φ ∂x

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

(2) ∂x 2 φ 2

❉ ú❊❸ ➅❚➂ ⑦ ➥

(3) ∂x 2 φ 2 + ∂y 2 φ 2 + ∂z 2 φ 2

ú❊❸

➅❚➂

⑦ ➥

(4) (3)

✜✎➆❁➇

1

r

d 2

dr 2 (rφ(r))

⑤ è ➠➑⑦➦⑤

❉●❋

➅❚➂

⑦ ➥

2.1.6

é❞ê à❑ß➠❥♠❍❏■▲❑

II

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á ♦

✜✎❱❅â❅ã

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➀✢❞

f (r)

è

✜☎Ð

➎✦♦

á ♦ ❉ ï✙⑦

➠✤⑩❪①

❩❅❩

➀✢❞ ↕

❈❊❉✔✓✏✕

➠➼➊

f (r(x, y, z), θ(x, y, z), φ(x, y, z))

è ❉ ï✙⑦

➡✷❍✷➥

✜✞✖

❉➼✧✦❯

❹❊➠✤⑩❪①✙⑨t➊

x

❱❅â❅ã➍❍

➋❊⑤

(

✧✦❯➦❉

➈ ➭❻⑤

)

∂f

∂x = lim ∆x→0

f (r(x + ∆x, y, z), θ(x + ∆x, y, z), φ(x + ∆x, y, z)) − f(r(x, y, z), θ(x, y, z), φ(x, y, z))

∆x

⑤ ➅ ➃●➡✷❍✷➥

❩❅❩

➀ ✴ ➎✦♦ á ♦ ✜✤æ➍ç

(

Ð❵ûP➡ ➀

)

❉ ❳➦⑨t➊

r(x + ∆x, y, x) = r(x, y, z) + ∂r

∂x ∆x

θ(x + ∆x, y, x) = θ(x, y, z) + ∂θ

∂x ∆x

φ(x + ∆x, y, x) = φ(x, y, z) + ∂φ

∂x ∆x

❈❊❉

✜✎❱❅â❅ã❊✜✤✧✦❯⑥✜✟✞

❹✎ÿ★➶❑➠➼➊

= lim

∆x→0

f (r(x, y, z) + ∂r ∂x ∆x, θ(x, y, z) + ∂θ ∂x ∆x, φ(x, y, z) + ∂φ ∂x ∆x) − f(r(x, y, z), θ(x, y, z), φ(x, y, z))

∆x

❩❅❩

➀ ➂ ➇➼❹

f (r + ∆r, θ + ∆θ, φ + ∆φ)

➌ æ➍ç ➠➼➊

f (r + ∆r, θ + ∆θ, φ + ∆φ) = f (r, θ, φ) + ∂f

∂r ∆r +

∂f

∂θ ∆θ +

∂f

∂φ ∆φ

➒ ⑨t➊

f (r + ∆r, θ + ∆θ, φ + ∆φ) − f(r, θ, φ) = ∂f ∂r ∆r + ∂f ∂θ ∆θ + ∂f ∂φ ∆φ

❩❅❩

∆r = ∂r

∂x ∆x

è ❉ ÿ★➶❑➠➼➊ ✙✗✛■❍ ➋❊⑤

∂f

∂x = lim ∆x→0

∂f

∂r

∂r

∂x ∆x +

∂f

∂θ

∂θ

∂x ∆x +

∂f

∂φ

∂φ

∂x ∆x

∆x

= ∂f

∂r

∂r

∂x +

∂f

∂θ

∂θ

∂x +

∂f

∂φ

∂φ

∂x

❉➼þ

➋ ❩

⑤⑧①❅➀❊ù

➡✷❍✷➥

(13)

2-1-6-1

f (x, y, z)

❹❻é❙⑦✦➊

x = r sin θ cos φ, y = r sin θ sin φ, z = r cos θ

✜❙á✘✗

①✢➵❙➋❊⑤❾ù

(1) ∂f ∂r

❉ ú❊❸ ➒●➥

(2) ∂f ∂θ

ú❊❸

➒●➥

(3) ∂f ∂φ

❉ ú❊❸ ➒●➥

❛✤❜

2-1-6-2

f (x, y, z)

❹❻é❙⑦✦➊

x = ρ cos φ, y = ρ sin φ, z = z

✜❙á✘✗ ①✢➵❙➋❊⑤❾ù

(1) ∂f ∂ρ

ú❊❸

➒●➥

(2) ∂f ∂φ

❉ ú❊❸ ➒●➥

(3) ∂f ∂z

ú❊❸

➒●➥

❩ ❈ ❹ á✷❍

➋❪❛✤❜⑥❞

2-3-4

❹❅➵

➃●➡✷❍➍✜

➀ ↕ ❩ ➀ ➓ ⑨t➊❰➭ ④ ➂ ⑦ ➥

(14)

2.2

❏✙✶ ✲ ▲ ❞➑❤➦ù ➂ ⑤✔✤➍ù ❉✄✥ ⑨t⑩✘✦■➀ ❍t➥★✧ ➓ ❡❃❪❆❙r ➓ ❡❄❵❆★r è ① ↕ ✜✟✷ ➀ ❍t➥❖Ð✿Ñ ❹ ❏✙✶➜✲ ▲ ❞✘✩✫✪t➀✭✬

➂➼❈❚➡t❍t➥❾❏✙✶ ✲ ▲

❞✎✾✗❀✞✮✗P✙❹

⑨➑➊✦➫✭✯❚⑦❪①

❵❚➉

❺✢❨

➂✦➂✒✰

➋✙⑤tù

↕✲✱

✲ é ✱✴✳✌✵✷✶✹✸ ❞✗✠❫☛★⑤

✹■➅■➂✒✰❚➡

✺ ➥ ➠✤⑩❪①✙⑨t➊ ✇

✁✻✱

❆ ✱

❭❚➊

✱✼✳✽✵✾✶✿✸

❞❁✠☞☛

✳✽✵✾✶✿✸

❹ ➅ ➃●➡ ✺ ➥

(

✱ ❆ ❞✸✾❁❀★❂■➀ ✼❁❀ ✽ ⑤❵➠➼➊ ✹ ➋❊⑤

3D

❹ ➅ ➃●➡ ✺

)

✳✽✵✾✶✿✸❂✱ →❊❞✤➁

➂✘✰

➋ ✳✽✵✾✶✿✸❂✱

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✌❄❃ é■➽❻➊

➏➑➐ ✳ ①✙⑨❻⑩✛➧★❅ ✱✼✳✽✵✾✶✿✸❂✱

⑤❇❆★➁

❃✡➆■➤ ④✁✩❈✪

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✳✽✵✾✶✿✸

)

❹ ➅ ➃●➡ ✺ ➥ ♦★❉

✱✼✳✽✵✾✶✿✸

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❆ ✱ ➒ ✥ ➅ ❡❃ ☛✤❹✷r ➅ ➃●➡ ✺ ➥

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D E D

B C

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P

A

B

OP

E

C

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✱✁● ❺❅➁❑➠❋❊✂❨

➢ ➋

➚★➮❈❃

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①❾➎✂❨❑➇

➅ ⑦ ❩

⑤➼❞ ✁✻✱

➟➜➇❾➌✷ëP➇ ➟❅➀ö➠❚✻✗✥

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Û

3D

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50

✂✳✻✱✁❵★❛ ❲❝❜❡❞❣❢✲❤ ❃✒✐❦❥✔❧✽❨ ✥

❱ ❖ ❀ ù❑❱ ✺ ❚

)

A A

C C

B B

OP OP

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D

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❙✽q❣❨

~ A + ~ B

r

~ B + ~ A

❃❯s❄t❋✉ ➁✏▼☎á ❖❯❨❡✈✞✇❩①✄②✠③

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✱■⑥✠⑦ à✏♠

(15)

⑧✏⑨ ♦ ◆★❙❣❧❣q❣❨ ❚

B A

A B

B A + A + B

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2.2.1

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❉ ✱■✳❂✵➜✶➝✸

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a 1 , ~ a 2 ,

, ~ a n

♦ ⑨ ❙❑◆✻⑤

✱✘➟❯➠✞➡ ➂ ♦ ⑨ ❙❑◆

c 1 a ~ 1 + c 2 a ~ 2 +

c n a ~ n = 0

♠✭➢❑➤ ✺ ❧ ✱ ♠

c 1 = c 2 =

= c n = 0

✱✁● ➂

P★➥

✱ ❨

④✔➦

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❉ ✱✼✳✽✵✾✶✿✸

~

a 1 , ~ a 2 ,

, ~ a n

♠❑➧✲➨✠➩✞➤❂▼❁➫

❧✽❨✔❙✠❙

❱ ✺ ❚

➧✲➨✠➩✞➤❂▼✻❳

✳✽✵

✶✿✸❂✱■➭ ❃ ➧✲➨✠➯✠➲✌❳ ✳✽✵✾✶✿✸ ❨ ✳✽✵✾✶✹✸ ❨✄❙✠❙ ❱ ✺ ❚

2

➨✻➳ ✱✁➵★➸ ▼❁❬✴➧✲➨✠➩✞➤✽❳ ✳✽✵✾✶✿✸ ❬✁➺✠➻

2

❉★➦

3

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❉ ✱ ➧✲➨✠➩✞➤✽❳ ✳✽✵✾✶✿✸❂✱■➽ ▼

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3

❉ ✱✼✳✽✵✾✶✿✸ ❬✴➧✲➨✠➯✠➲ ♦ ❳❣❶ ◆ ❹✴❱ ❙ ❱ ✺ ❲➜❜ ➽

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▼ ✺ ❚

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▼❯➦ ✳✽✵✾✶✿✸

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2.3

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2.3.1

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✿❂❁✜❃

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➌❑➎

Cartesian Coordinate 1

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x · ˆx = 1 ˆ

y · ˆy = 1 ˆ

z · ˆz = 1 ˆ

x · ˆy = ˆy · ˆx = 0 ˆ

y · ˆz = ˆz · ˆy = 0 ˆ

z · ˆx = ˆx · ˆz = 0 ˆ

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(United Federation of Planets)

➋❛➌➎➍⑤➏✧➐➒➑❚➓①➔

(17)

➱✽✃✾❐✿❒❂➮

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Ð q

➮✏♥✣➠✩➡❫❪ Ð✒❧

A

(A ,A ,A ) x y z

(0,0,A ) z

x y

(A ,A ,0)

A

(A ,A ,A ) x y z

(0,0,A ) z

(A ,0,0) x (A ,A ,0) x y (A ,0,0) x

(0,A ,0) y y

z

(0,A ,0) y

x x

y

z

A = A ~ x x + A ˆ y y + A ˆ z z ˆ

➢✧➤

2-3-1-1

➱✽✃✾❐✿❒

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~ A = A x ˆ x + A y ˆ y + A z ˆ z = a x ˆ x + a y ˆ y + a z ˆ z

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A x = a x , A y = a y , A z = a z

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➨ ➮

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x

➢✠ì❂◗➀➭

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➢✧➤

2-3-1-2 ~ B = B x x + B ˆ y y + B ˆ z z ˆ

◗◗Ð

q

◗✼④

(1) ~ A + ~ B

Ô ➢✠ì Ô ✢❩❶❲♣

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(2) ~ A · ~ B

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(3) ~ A · ˆy

Ô ➢✠ì Ô ✢❩❶❲♣

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(4) | ~ B| = p ~ B · ~ B

Ô ➢✠ì Ô ✢❩❶❲♣ â✫➥ ❧

➱✽✃✾❐✿❒❂➮

➴ ➣

➢✠ì Ô ✢❩❶❯➪

➱✽✃✾❐✿❒❂➮

➴ ➣

➮❲➝✘➞➯❳

x × ˆx = 0 ˆ

y × ˆy = 0 ˆ

z × ˆz = 0 ˆ

x × ˆy = ˆz, ˆy × ˆx = −ˆz ˆ

y × ˆz = ˆx, ˆz × ˆy = −ˆx ˆ

z × ˆx = ˆy, ˆx × ˆz = −ˆy ˆ

Ô ✢ ❝ ➦ ➡ ➂✠ì❞↔☛↕✩➙ Ô ✢❩❶❲♣✘➲❏➳

➮ ➫ ❻✖➟

➝✘➞

✐ ä❦❥ Ð❲❧

A × ~ ~ B = (A x x + A ˆ y y + A ˆ z z) × (B ˆ x x + B ˆ y y + B ˆ z z) ˆ

= A x x × (B ˆ x x + B ˆ y y + B ˆ z z) + A ˆ y y × (B ˆ x x + B ˆ y y + B ˆ z ˆ z) + A z z × (B ˆ x x + B ˆ y y + B ˆ z z) ˆ

(18)

= A x x × (B ˆ y y + B ˆ z ˆ z) + A y y × (B ˆ x x + B ˆ z ˆ z) + A z z × (B ˆ x x + B ˆ y y) ˆ

= A x x × B ˆ y y + A ˆ x x × B ˆ z z + A ˆ y y × B ˆ x x + A ˆ y y × B ˆ z ˆ z + A z z × B ˆ x x + A ˆ z z × B ˆ y y ˆ

= A x B y x × ˆy + A ˆ x B z x × ˆz + A ˆ y B x y × ˆx + A ˆ y B z y × ˆz + A ˆ z B x z × ˆx + A ˆ z B y z × ˆy ˆ

= A x B y z − A ˆ x B z y − A ˆ y B x z + A ˆ y B z x + A ˆ z B x y − A ˆ z B y x ˆ

= (A y B z − A z B y )ˆ x + (A z B x − A x B z )ˆ y + (A x B y − A y B x )ˆ z

➢✧➤

2-3-1-2

➱✽✃✾❐✿❒

A ~

➵❏➸✏➺

B ~

A × ~ ~ B

◗ Ó✧♦ ❹✖♣ ❝❱q❱➨ ◗ Ô ➈✣❹ ❯ ✐ ❝ ❧

➢✧➤

2-3-1-3

➲❏➳

➮✼➱✽✃✾❐✿❒

3

ð✽➮

➭ ➟ ⑨ ❝

♣❯➦✠➧✲➨✠➩✞➤

❪ ❯ ❝

➭❈Ô✌➻ ❹ ❯ ✐ ❝ ❧

(1)

2.3.2

➼❖➽❉✿✠❁➾❃

(

➼➦➚❂✿✠❁➪❃✠❇➜➼✆➚❂➶✠✿✠❁➪❃↔➣❖❑❉➹✞➘

)

Cylindrical coordinate

➳ ➮ ➼ ➮ ➫ ❻✌➟■➦ ✔❘➴❁Ô

z

❡❖❢

➮❛➷✏➬

ρ = px

2 + y 2

➮✁Ò

z

❡❖❢❺➮✘➱ ✐ ä❘q✌✃☛❐❯➹

(

➼❏❒

➮✁➾✲➚✌➮

➘✠ì

)

x

❴❄➮

❯ Ð ⑦

φ

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➮■Ò✽➮

z

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❪✒➥ Ð✚✦✩★

Ô❞❰❛Ï ✦✩★

(

❰❀Ð ✦✩★

)

◗➀➭

❝❱❥

Ð❲❧✒♠✩Ñ ➁ ➮

➮❞➱✩Ò

0 ≤ ρ < ∞)

(ρ, φ , z) R

(ρ, φ , z) Q

(ρ, φ , z) P

φ R

φ Q

φ P

φ P φ Q φ P φ Q

φ R φ R

x x x

y

y

z z

Q

R

P

Q

R

P

(ρ, , z)

(ρ, , z)

(ρ, , z)

❹❑➪

❶❲♣

❩❦❬✞❒ ❐

✦❫★

✗➯❪

(x, y, z)

❪❞Ó❩❰

❢ ä✆q

Ò❖❳

❰✚Ï ✦❫★

✗➦❪❨❳

(ρ, φ, z)

➨❱➨

ρ = px

2 + y 2 , φ =

arctan  x y 

❥ ➪ ❳

φ = arcsin

 x

ρ



Ô

φ = arccos

 y

ρ



❪ ➦

z

❳✘Õ❨ÖØ×

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✗❱❪

(ρ, φ, z)

❪ Ó✌❰

❢ ä❦q

Ò❨❳✏❩❭❬✼❒ ❐

✦✩★

✗❫❪❏❳

(ρ cos φ, ρ sin φ, z)

◗ ❯ ➛ ❥ Ð❲❧

➢✧➤

2-3-2-1

Ù✣Ú❱❮

➫ Û ➳ ➮

➼❱❒

➮✧Û

✐ ❯✧Ü✆Ý

➈❣✐

ä ➪ Ò

(2.0,

π

2 , 3.0)

Ô✌Þ❘ß ➟✽❹✖♣

(ρ, φ, z)

➲❏➳

➮✧×❫❪

➫ q

Ò

Ô✼➼❱❒ ➟ Ú ❹ ❯ ✐ ❝ ❧

(3

➨✻➳❘à✩➟✧á

❰ q ➫ ❻✖➟

!!)

(19)

2-3-2-2

❩❭❬✼❒ ✗✽➮ ä ❝❱q ➮■Ò✽➮

➨ ➮

✦✩★

✗✽➮

➬❣➱✽✃✾❐✿❒✘✗❨❳

➳ ➮ ➼ ➮ ➫ ❻✖➟ ❯ ➛ ❥ Ð✒❧

z

z

z

z

ρ

ρ ρ

ρ ρ

φ

ρ

φ

z φ φ

φ φ

z

x x

y y

z z

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ρ

➟ ⑥✩å ❹■➪ ✕

➬❣➱✽✃✾❐✿❒

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❳ ➦ ⑤

➮■Ò✽➮

ρ

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Ð q ❜ Þ Ô Þ❞❝ ➪ ✓✏✔

➱✽✃✾❐✿❒

φ

➟ ⑥✩å ❹■➪ ✕

➬❣➱✽✃✾❐✿❒

φ ˆ

❳ ➦ ⑤

➮■Ò✽➮

φ

♥✒æ✠❮

Ð q ❜ Þ Ô

Þ❞❝

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⑥✩å

❹■➪

➬❣➱✽✃✾❐✿❒

z ˆ

❳ ➦ ⑤

➮■Ò✽➮

z

♥✒æ✠❮

Ð q ❜ Þ Ô Þ❞❝ ➪

✓✏✔

➱✽✃✾❐✿❒

Ð✒❧❝❹■➪

❶❲♣❯➦

➮■Ò✽➮

✔❦➴

(ρ, φ, z)

ç✚è❭é

(x, y, z)

➇✩ê

❹ ❥ Ð❲❧

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➢✧➤

2-3-2-3 ˆ ρ

Ô

ˆ

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◗ ⑤

➮■Ò✽➮

✦✩★

(ρ, φ, z)

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参照

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