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authortschwall <55748566+tschwall@users.noreply.github.com>2022-07-29 16:39:19 +0200
committertschwall <55748566+tschwall@users.noreply.github.com>2022-07-29 16:39:19 +0200
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--- a/buch/papers/parzyl/teil0.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/teil0.tex
@@ -68,18 +68,102 @@ Das parabolische Zylinderkoordinatensystem entsteht wenn die Parabeln aus der
Ebene gezogen werden.
\subsection{Differnetialgleichung}
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+Die Differentialgleichungen, welche zu den parabolischen Zylinderfunktionen führen tauchen, wie bereits erwähnt, dann auf, wenn die Helmholtz Gleichung
+\begin{equation}
+ \Delta f(x,y,z) = \lambda f(x,y,z)
+\end{equation}
+im parabolischen Zylinderkoordinatensystem
+\begin{equation}
+ \Delta f(\sigma,\tau,z) = \lambda f(\sigma,\tau,z)
+\end{equation}
+gelöst wird.
+Wobei der Laplace Operator $\Delta$ im parabolischen Zylinderkoordinatensystem gegeben ist als
+\begin{equation}
+ \nabla
+ =
+ \frac{1}{\sigma^2 + \tau^2}
+ \left (
+ \frac{\partial^2}{\partial \sigma^2}
+ +
+ \frac{\partial^2}{\partial \tau^2}
+ \right )
+ +
+ \frac{\partial^2}{\partial z^2}.
+\end{equation}
+Die Helmholtz Gleichung würde also wie folgt lauten
+\begin{equation}
+ \nabla f(\sigma, \tau, z)
+ =
+ \frac{1}{\sigma^2 + \tau^2}
+ \left (
+ \frac{\partial^2 f(\sigma,\tau,z)}{\partial \sigma^2}
+ +
+ \frac{\partial^2 f(\sigma,\tau,z)}{\partial \tau^2}
+ \right )
+ +
+ \frac{\partial^2 f(\sigma,\tau,z)}{\partial z^2}
+ =
+ \lambda f(\sigma,\tau,z)
+\end{equation}
+Diese partielle Differentialgleichung kann mit Hilfe von Separation gelöst werden, dazu wird
+\begin{equation}
+ f(\sigma,\tau,z) = g(\sigma)h(\tau)i(z)
+\end{equation}
+gesetzt.
+Was dann schlussendlich zu den Differentialgleichungen
+\begin{equation}\label{parzyl_sep_dgl_1}
+ g''(\sigma)
+ -
+ \left (
+ \lambda\sigma^2
+ +
+ \mu
+ \right )
+ g(\sigma)
+ =
+ 0,
+\end{equation}
+\begin{equation}\label{parzyl_sep_dgl_2}
+ h''(\tau)
+ -
+ \left (
+ \lambda\tau^2
+ -
+ \mu
+ \right )
+ h(\tau)
+ =
+ 0
+\end{equation}
+und
+\begin{equation}\label{parzyl_sep_dgl_3}
+ i''(z)
+ +
+ \left (
+ \lambda
+ +
+ \mu
+ \right )
+ i(\tau)
+ =
+ 0
+\end{equation}
+führt.
+Wobei die Lösung von \ref{parzyl_sep_dgl_3}
+\begin{equation}
+ i(z)
+ =
+ A\cos{
+ \left (
+ \sqrt{\lambda + \mu}z
+ \right )}
+ +
+ B\sin{
+ \left (
+ \sqrt{\lambda + \mu}z
+ \right )}
+\end{equation}
+ist und \ref{parzyl_sep_dgl_1} und \ref{parzyl_sep_dgl_2} die sogenannten Weberschen Differentialgleichungen sind, welche die parabolischen Zylinder Funktionen als Lösung haben.
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