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Operador laplaciano - Wikipedia, la enciclopedia libre

Operador laplaciano

De Wikipedia, la enciclopedia libre

En cálculo vectorial, el operador laplaciano o laplaciano es un operador diferencial igual a la suma de todas las segundas derivadas parciales no mixtas dependientes de una variable.

Corresponde a div (grad φ), de donde el uso del símbolo delta para representarlo:

\Delta\phi=\nabla^2 \phi = \nabla \cdot ( \nabla \phi )

También se escribe Δ.

En coordenadas cartesianas (plano) bidimensionales, el laplaciano es:

\Delta=\nabla^2 = {\partial^2 \over \partial x^2 } + {\partial^2 \over \partial y^2 }

En coordenadas cartesianas tridimensionales:

\Delta=\nabla^2 =  {\partial^2 \over \partial x^2 } + {\partial^2 \over \partial y^2 } + {\partial^2 \over \partial z^2 }

En coordenadas cartesianas en \mathbb{R}^n:

\Delta f(x_1,...,x_n)= \sum_{k=1}^n {\partial^2 f \over \partial x_k^2 }(x_1,...,x_n)

En coordenadas cilíndricas:

\nabla^2 t  = {1 \over r} {\partial \over \partial r}   \left( r {\partial t \over \partial r} \right)  + {1 \over r^2} {\partial^2 t \over \partial \phi^2} + {\partial^2 t \over \partial z^2 }

En coordenadas esféricas:

\nabla^2 t  = {1 \over r^2} {\partial \over \partial r}   \left( r^2 {\partial t \over \partial r} \right)  + {1 \over r^2 \sin \theta} {\partial \over \partial \theta}   \left( \sin \theta {\partial t \over \partial \theta} \right)  + {1 \over r^2 \sin^2 \theta} {\partial^2 t \over \partial \phi^2}

El laplaciano es lineal:

\nabla^2 (f + g) = \nabla^2 f + \nabla^2 g

La siguiente afirmación también es cierta:

\nabla^2(fg)=(\nabla^2f)g+2(\nabla f)\cdot(\nabla g)+f(\nabla^2g)


Véase también: ecuación de Laplace y ecuación de Poisson.


[editar] Función armónica

Una función f: E \rightarrow \mathbb{R} (con E \subset \mathbb{R}^n) se dice que es armónica si:

\forall x \in E, \,\, \Delta f(x) = 0

Un ejemplo de función armónica es la siguente:

f(x,y) = log (\sqrt{x^{2}+y^{2}})

[editar] Véase también

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