ANTWORT AUF FRAGE 1. Die EntfernungR
zwischen zwei Punkten P und P' im Raum hängt nicht vom Rahmen abO x yz
. Es ist unveränderlich.
Angenommen, wir haben zwei Punkte P und P' im Raum in einem AbstandR
auseinander und wir wollen eine Skalarfunktion findenP( R )
die eine Reihe von Bedingungen erfüllt. Angenommen es existiert ein KoordinatensystemO x yz
das ist bequemer als andere und erleichtert mir das Berechnen und Bestimmen dieser SkalarfunktionP( R )
, zum Beispiel sagen, dass ich findeP( r ) = 3R3/2 _ _− 2
. Dieses Ergebnis ist unabhängig von der SystemwahlO x yz
seitR
ist in allen Systemen gleich. Das hat Maxwell getan: Er findet das ein KoordinatensystemO x yz
mit seiner AchseO x
an der Tangente der nicht gestrichenen Kurve ausgerichtet( l = dx / ds = 1 , m = dj/ ds = 0 , n = dz/ ds = 0 )
am Punkt P ist bequemer und erreicht die Gleichung (20-Zoll-Lehrbuch), siehe unten, die vom System unabhängig ist.
ANTWORT AUF FRAGE 2. Der Schlüssel zur Lösung liegt darin, die Geometrie des Problems zu verstehen und zu wissen, welche Variablen von den Längenparametern abhängens ,S'
der Kurven.
DXDS= l ,DX'DS'=l',DjDS= m ,Dj'DS'=M',DzDS= n ,Dz'DS'=N',(2-Zoll-Lehrbuch)
ξ=X'− x ,η=j'− j,ζ=z'− z.(Lehrbuch unter 12 Zoll)
D2XDs dS'= l{ −(A+B)1R2DRDS'ξ2+ CDRDS'+ ( B + C)l'ξR} ,+ m { - ( A + B )1R2DRDS'ξη+ Cl'ηR+ BM'ξR} ,+ n{ −(A+B)1R2DRDS'ξζ+ Cl'ζR+ Bη'ξR} .(15-Zoll-Lehrbuch)
P=∫∞R( A + B )1R2Dr ,UndQ =∫∞RCDr ,(16-Zoll-Lehrbuch)
Somit( A + B )1R2= −DPDR,UndC= −DQDR.(17-Zoll-Lehrbuch)
P=12 r( B + C)(20-Zoll-Lehrbuch)
DXDS= {B + C2ξR( l ξ+ mη _+ nζ _) − Q}S'0+ m∫S'0B - C2M'ξ−l'ηRDS'− n∫S'0B - C2l'ζ−N'ξRDS'.(21-Zoll-Lehrbuch)
Im Lehrbuch das Minuszeichen von
− F
im ersten Glied der rechten Seite ist wahrscheinlich als Plus falsch gedruckt
+ F
.
Der Einheitsvektor( l , m , n )
Tangente an die hochgezogene Kurve im Punkt P ist abhängig vom LängenparameterS
ist aber unabhängig vom LängenparameterS'
der gestrichenen Kurve.. Deshalb liegen diese Variablen außerhalb der Integrale bzglS'
in den folgenden Integrationen
DXDS= l∫S'0{ −(A+B)1R2ξ2Dr + cDr + ( B + C)l'ξRDS'} ,+ m∫S'0{ −(A+B)1R2ξηDr + cl'ηRDS'+ BM'ξRDS'} ,+ n∫S'0{ −(A+B)1R2ξζDr + cl'ζRDS'+ Bη'ξRDS'} .(A-01)
DXDS= l∫S'0{ξ2DP− dQ + ( B + C)l'ξRDS'} ,+ m∫S'0{ ξηDP+ Cl'ηRDS'+ BM'ξRDS'} ,+ n∫S'0{ ξζDP+ Cl'ζRDS'+ Bη'ξRDS'} .(A-02)
In den folgenden Gleichungen machen wir Gebrauch von der partiellen Integration, wir denken an die Definitionen der Variablenl , m , n ,l',M',N', ξ, η, ζ
und ihre Abhängigkeit von (oder Unabhängigkeit von) den Längenparameterns ,S'
und die Lehrbuchgleichungen (17) und (20), Relationen für FunktionenP( R )
UndC( R )
notwendig, um die Ergebnisse zu erklären.
∫S'0ξ2DP= [ξ2P]S'0−∫S'0PDξ2= [ Pξ2]S'0−∫S'02 PξDξ= [ Pξ2]S'0−∫S'02 PξDξDS'=l'DS'= [ Pξ2]S'0−∫S'02 Pξl'DS'= [B + C2ξ2R]S'0−∫S'0( B + C)l'ξRDS'(A-03. ξξ)
∫S'0ξηDP= [ ξηP]S'0−∫S'0PD( ξη)= [ Pξη]S'0−∫S'0PξDη−∫S'0PηDξ= [ Pξη]S'0−∫S'0PξDηDS'=M'DS'−∫S'0PηDξDS'=l'DS'= [ Pξη]S'0−∫S'0P(M'ξ+l'η) dS'= [B + C2ξηR]S'0−∫S'0B + C2M'ξ+l'ηRDS'(A-03. ξη)
∫S'0ξζDP= [ ξζP]S'0−∫S'0PD( ξζ)= [ Pξζ]S'0−∫S'0PξDζ−∫S'0PζDξ= [ Pξζ]S'0−∫S'0PξDζDS'=N'DS'−∫S'0PζDξDS'=l'DS'= [ Pξζ]S'0−∫S'0P(N'ξ+l'ζ) dS'= [B + C2ξζR]S'0−∫S'0B + C2N'ξ+l'ζRDS'(A-03. ξζ)
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L. Levrel
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