المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ان أولى الناس بإبراهيم للذين اتبعوه}
2024-10-31
{ما كان إبراهيم يهوديا ولا نصرانيا}
2024-10-31
أكان إبراهيم يهوديا او نصرانيا
2024-10-31
{ قل يا اهل الكتاب تعالوا الى كلمة سواء بيننا وبينكم الا نعبد الا الله}
2024-10-31
المباهلة
2024-10-31
التضاريس في الوطن العربي
2024-10-31

الإسلام يرسم قواعد السياسة الخارجيّة
15-02-2015
ألا حر يدع هذه اللماظة لأهلها؟!
21-3-2021
Juan de Ortega
23-10-2015
Thiosulfuric acid, H2S2O3, and polythionates
22-3-2017
Euler-Darboux Equation
13-7-2018
الشيخ عبد الرحيم بن آقا عبد الرحمن الكرمنشاهاني.
20-12-2017

Conformal Mapping  
  
2402   11:53 صباحاً   date: 1-11-2018
Author : Arfken, G
Book or Source : "Conformal Mapping." §6.7 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 24-10-2018 362
Date: 27-11-2018 423
Date: 18-11-2018 385

Conformal Mapping 

A conformal mapping, also called a conformal map, conformal transformation, angle-preserving transformation, or biholomorphic map, is a transformation w=f(z) that preserves local angles. An analytic function is conformal at any point where it has a nonzero derivative. Conversely, any conformal mapping of a complex variable which has continuous partial derivatives is analytic. Conformal mapping is extremely important in complex analysis, as well as in many areas of physics and engineering.

A mapping that preserves the magnitude of angles, but not their orientation is called an isogonal mapping (Churchill and Brown 1990, p. 241).

ConformalTransformationsConformalContours

Several conformal transformations of regular grids are illustrated in the first figure above. In the second figure above, contours of constant |z| are shown together with their corresponding contours after the transformation. Moon and Spencer (1988) and Krantz (1999, pp. 183-194) give tables of conformal mappings.

A method due to Szegö gives an iterative approximation to the conformal mapping of a square to a disk, and an exact mapping can be done using elliptic functions (Oberhettinger and Magnus 1949; Trott 2004, pp. 71-77).

Let theta and phi be the tangents to the curves gamma and f(gamma) at z_0 and w_0 in the complex plane,

w-w_0 = f(z)-f(z_0)

(1)

= (f(z)-f(z_0))/(z-z_0)(z-z_0)

(2)

 arg(w-w_0)=arg[(f(z)-f(z_0))/(z-z_0)]+arg(z-z_0).

(3)

Then as w->w_0 and z->z_0,

(4)

(5)

A function f:C->C is conformal iff there are complex numbers a!=0 and b such that

 f(z)=az+b

(6)

for z in C (Krantz 1999, p. 80). Furthermore, if h:C->C is an analytic function such that

 lim_(|z|->+infty)|h(z)|=+infty,

(7)

then h is a polynomial in z (Greene and Krantz 1997; Krantz 1999, p. 80).

Conformal transformations can prove extremely useful in solving physical problems. By letting w=f(z), the real and imaginary parts of w(z) must satisfy the Cauchy-Riemann equations and Laplace's equation, so they automatically provide a scalar potentialand a so-called stream function. If a physical problem can be found for which the solution is valid, we obtain a solution--which may have been very difficult to obtain directly--by working backwards.

For example, let

 w(z)=Az^n=Ar^ne^(intheta),

(8)

the real and imaginary parts then give

phi = Ar^ncos(ntheta)

(9)

psi = Ar^nsin(ntheta).

(10)

Conformal-2

For n=-2,

phi = A/(r^2)cos(2theta)

(11)

psi = -A/(r^2)sin(2theta),

(12)

which is a double system of lemniscates (Lamb 1945, p. 69).

Conformal-1

For n=-1,

phi = A/rcostheta

(13)

psi = -A/rsintheta.

(14)

This solution consists of two systems of circles, and phi is the potential function for two parallel opposite charged line charges (Feynman et al. 1989, §7-5; Lamb 1945, p. 69).

Conformal12

For n=1/2,

phi = Ar^(1/2)cos(theta/2)=Asqrt((sqrt(x^2+y^2)+x)/2)

(15)

psi = Ar^(1/2)sin(theta/2)=Asqrt((sqrt(x^2+y^2)-x)/2).

(16)

phi gives the field near the edge of a thin plate (Feynman et al. 1989, §7-5).

Conformal1

For n=1,

phi = Arcostheta=Ax

(17)

psi = Arsintheta=Ay,

(18)

giving two straight lines (Lamb 1945, p. 68).

Conformal32

For n=3/2,

 w=Ar^(3/2)e^(3itheta/2).

(19)

phi gives the field near the outside of a rectangular corner (Feynman et al. 1989, §7-5).

Conformal2

For n=2,

w = A(x+iy)^2=A[(x^2-y^2)+2ixy]

(20)

phi = A(x^2-y^2)=Ar^2cos(2theta)

(21)

psi = 2Axy=Ar^2sin(2theta).

(22)

These are two perpendicular hyperbolas, and phi is the potential function near the middle of two point charges or the field on the opening side of a charged right angle conductor (Feynman 1989, §7-3).


REFERENCES:

Arfken, G. "Conformal Mapping." §6.7 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 392-394, 1985.

Bergman, S. The Kernel Function and Conformal Mapping. New York: Amer. Math. Soc., 1950.

Carathéodory, C. Conformal Representation. New York: Dover, 1998.

Carrier, G.; Crook, M.; and Pearson, C. E. Functions of a Complex Variable: Theory and Technique. New York: McGraw-Hill, 1966.

Churchill, R. V. and Brown, J. W. Complex Variables and Applications, 5th ed. New York: McGraw-Hill, 1990.

Coxeter, H. S. M. and Greitzer, S. L. Geometry Revisited. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., p. 80, 1967.

Feynman, R. P.; Leighton, R. B.; and Sands, M. The Feynman Lectures on Physics, Vol. 2. Redwood City, CA: Addison-Wesley, 1989.

Greene, R. E. and Krantz, S. G. Function Theory of One Complex Variable. New York: Wiley, 1997.

Katznelson, Y. An Introduction to Harmonic Analysis. New York: Dover, 1976.

Kober, H. Dictionary of Conformal Representations. New York: Dover, 1957.

Krantz, S. G. "Conformality," "The Geometric Theory of Holomorphic Functions," "Applications That Depend on Conformal Mapping," and "A Pictorial Catalog of Conformal Maps." §2.2.5, Ch. 6, Ch. 14, and Appendix to Ch. 14 in Handbook of Complex Variables. Boston, MA: Birkhäuser, pp. 25, 79-88, and 163-194, 1999.

Kythe, P. K. Computational Conformal Mapping. Boston, MA: Birkhäuser, 1998.

Lamb, H. Hydrodynamics, 6th ed. New York: Dover, 1945.

Mathews, J. "Conformal Mappings." http://www.ecs.fullerton.edu/~mathews/fofz/cmaps.html.

Moon, P. and Spencer, D. E. "Conformal Transformations." §2.01 in Field Theory Handbook, Including Coordinate Systems, Differential Equations, and Their Solutions, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 49-76, 1988.

Morse, P. M. and Feshbach, H. "Conformal Mapping." §4.7 in Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, pp. 358-362 and 443-453, 1953.

Nehari, Z. Conformal Mapping. New York: Dover, 1982.

Oberhettinger, F. and Magnus, W. Anwendungen der elliptischen Funktionen in Physik and Technik. Berlin: Springer-Verlag, 1949.

Trott, M. The Mathematica GuideBook for Programming. New York: Springer-Verlag, 2004. http://www.mathematicaguidebooks.org/.




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.