Paraabelikoordinaatisto

Tiedosto:Parabolic coords.svg

Kaksiulotteinen paraabelinen koordinaatisto (punainen ja vihreä) karteesisen koordinaatiston (sininen) päällä.

Tiedosto:Parabolic coordinates 3D.png

Kolmiulotteinen parabolinen koordinaatisto, jossa kaksi koordinaattia katsotaan paraboloideista ja kolmas tasosta.

Paraabelikoordinaatisto on kaksiulotteinen ortogonaalinen koordinaatisto, jossa koordinaattiviivat ovat paraabeleja, joiden polttopisteet sijaitsevat origossa. Koska kaikkien kyseisten paraabelien polttopiste on sama, niitä kutsutaan konfokaaleiksi paraabeleiksi. Kolmiulotteinen versio paraabelikoordinaateista saadaan kiertämällä kaksiulotteista koordinaatistoa sen symmetria-akselinsa ympäri.

Kaksiulotteinen paraabelikoordinaatisto

Kaksiulotteinen paraabelikoordinaatisto $(\tau ,\sigma )$ määritellään yhtälöillä

$x=\sigma \tau$

$y=\frac{1}{2}({\tau }^2-{\sigma }^2)$

Viivat, joilla $\sigma$ on vakio, ovat ylöspäin aukeavia konfokaaleja paraabeleja

$2y=\frac{x^2}{{\sigma }^2}-{\sigma }^2$

Vastaavat viivat, joilla $\tau$ on vakio, ovat alaspäin aukeavia konfokaaleja paraabeleja

$2y=-\frac{x^2}{{\tau }^2}+{\tau }^2$

Kaikkien näiden paraabelien polttopisteet sijaitsevat origossa.

Yhtälöitä paraabelikoordinaatistossa

Viivaelementin yhtälö paraabelikoordinaatistossa on

$d{s}^2=({\tau }^2+{\sigma }^2)(d{\tau }^2+d{\sigma }^2)$

Pinta-alaelementin yhtälö on

$dA=({\sigma }^2+{\tau }^2)d\sigma d\tau$

Pisteen etäisyys origosta saadaan yhtälöllä

$r=\frac{{\tau }^2+{\sigma }^2}{2}$

Laplacen operaattori

${\mathrm{\nabla }}^2\mathrm{\Phi }=\frac{1}{{\sigma }^2+{\tau }^2}(\frac{{\partial }^2\mathrm{\Phi }}{\partial {\sigma }^2}+\frac{{\partial }^2\mathrm{\Phi }}{\partial {\tau }^2})$

Aiheesta muualla

• Paraabelikoordinaatisto Wolfram MathWorld:ssa