المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Differential Operator  
  
1705   01:06 مساءً   date: 15-5-2018
Author : Arfken, G
Book or Source : Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.
Page and Part : ...


Read More
Date: 19-5-2019 2201
Date: 29-4-2018 2053
Date: 19-5-2018 1347

Differential Operator

The operator representing the computation of a derivative,

 D^~=d/(dx),
(1)

sometimes also called the Newton-Leibniz operator. The second derivative is then denoted D^~^2, the third D^~^3, etc. The integral is denoted D^~^(-1).

The differential operator satisfies the identity

 (2x-d/(dx))^n1=H_n(x),
(2)

where H_n(x) is a Hermite polynomial (Arfken 1985, p. 718), where the first few cases are given explicitly by

H_1(x) = 2x-(partial1)/(partialx)
(3)
= 2x
(4)
H_2(x) = 2x(2x)-(partial(2x))/(partialx)
(5)
= 4x^2-2
(6)
H_3(x) = 2x(4x^2-2)-(partial(4x^2-2))/(partialx)
(7)
= 8x^3-12x.
(8)

The symbol theta can be used to denote the operator

 theta=xd/(dx)
(9)

(Bailey 1935, p. 8). A fundamental identity for this operator is given by

 (xD^~)^n=sum_(k=0)^nS(n,k)x^kD^~^k,
(10)

where S(n,k) is a Stirling number of the second kind (Roman 1984, p. 144), giving

(xD^~)^1 = xD^~
(11)
(xD^~)^2 = xD^~+x^2D^~^2
(12)
(xD^~)^3 = xD^~+3x^2D^~^2+x^3D^~^3
(13)
(xD^~)^4 = xD^~+7x^2D^~^2+6x^3D^~^3+x^4D^~^4
(14)

and so on (OEIS A008277). Special cases include

theta^ne^x = e^xsum_(k=0)^(n)S(n,k)x^k
(15)
theta^ncosx = cosxsum_(k=0)^(n)(-1)^kS(n,2k)x^(2k)+sinxsum_(k=1)^(n)(-1)^kS(n,2k-1)x^(2k-1)
(16)
theta^nsinx = cosxsum_(k=1)^(n)(-1)^(k+1)S(n,2k-1)x^(2k-1)+sinxsum_(k=0)^(n)(-1)^kS(n,2k)x^(2k).
(17)

A shifted version of the identity is given by

 [(x-a)D^~]^n=sum_(k=0)^nS(n,k)(x-a)^kD^~^k
(18)

(Roman 1984, p. 146).

 


 

REFERENCES:

 

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

Bailey, W. N. Generalised Hypergeometric Series. Cambridge, England: University Press, 1935.

Roman, S. The Umbral Calculus. New York: Academic Press, pp. 59-63, 1984.

Sloane, N. J. A. Sequence A008277 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.