Σύνδεση µε τα προηγούµενα

Σχετικά έγγραφα
Αν µια µάζα m, υπό την. επίδραση µιας δύναµης F = Fx i + Fy j + Fz k, κινείται από ένα σηµείο P, σε ένα. και επειδή

Προηγούµενα είδαµε...

Σύνδεση με το προηγούμενο μάθημα. Βαρυτικές ελκτικές δυνάμεις. Το βαρυτικό πεδίο. Ένταση του βαρυτικού πεδίου. Το δυναμικό του βαρυτικού πεδίου

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Εισαγωγή στο Πεδίο Βαρύτητας

Για κάθε συντηρητικό πεδίο

() 1 = 17 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ LEGENDRE Ορισµοί

Η εξίσωση Laplace. ελκτικό δυναµικό στον άδειο χώρο έξω από τη συνοριακή επιφάνεια τουσώµατος, όπουεκείρ=0, ισχύει η εξίσωση του Laplace

Εργαστήριο Ανώτερης Γεωδαισίας Μάθηµα 7ου Εξαµήνου (Ακαδ. Έτος ) «Εισαγωγή στο Γήινο Πεδίο Βαρύτητας» ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΣΚΗΣΗ 2

ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ 5η παρουσίαση

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

(x,y. ,y,z. ,z ) συνάρτησης, της λεγόµενης συνάρτησης δυναµικού (gravitational potential)

18 ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ

Κεφάλαιο Η2. Ο νόµος του Gauss

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

Λύση Εξίσωσης Laplace: Χωρισμός Μεταβλητών

Κβαντομηχανική Ι 6o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ηλεκτρικού Δυναμικού και συσχέτιση με το Ηλεκτρικό Πεδίο

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Φυσική για Μηχανικούς

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 6: Ανάλυση Σημάτων σε Ανάπτυγμα Σειράς Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Μηχανική ΙI Ροή στο χώρο των φάσεων, θεώρηµα Liouville

ιανυσµατικά πεδία Όπως έχουµε ήδη αναφέρει ένα διανυσµατικό πεδίο είναι µια συνάρτηση

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

Πώς μια μάζα αντιλαμβάνεται ότι κάπου υπάρχει μια άλλη και αλληλεπιδρά με αυτή ; Η αλληλεπίδραση μεταξύ μαζών περιγράφεται με την έννοια του πεδίου.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Φυσική για Μηχανικούς

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Κεφάλαιο 1: Προβλήµατα τύπου Sturm-Liouville

Κεφάλαιο M4. Κίνηση σε δύο διαστάσεις

(a + b) + c = a + (b + c), (ab)c = a(bc) a + b = b + a, ab = ba. a(b + c) = ab + ac

Στατιστική περιγραφή τουπεδίουβαρύτητας

Αριθμητική Ανάλυση & Εφαρμογές

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ KΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ 1

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

Παραµόρφωση σε Σηµείο Σώµατος. Μεταβολή του σχήµατος του στοιχείου (διατµητική παραµόρφωση)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

ΜΕΓΙΣΤΙΚΟΣ ΤΕΛΕΣΤΗΣ 18 Σεπτεμβρίου 2014

Βασικές Γνώσεις Μαθηματικών Α - Β Λυκείου

7. ΑΝΩΜΑΛΑ ΣΗΜΕΙΑ, ΠΟΛΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ. και σε κάθε γειτονιά του z

13 ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου στο Διεθνές Σύστημα (S.I.) είναι το προς τιμήν του Γάλλου φυσικού Charles Augustin de Coulomb.

Το βαρυτικό πεδίο της Γης.

ΑΠΕΙΡΟΣΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙΙ Χειμερινό εξάμηνο Ασκήσεις 1.

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

1. Κινηµατική. x dt (1.1) η ταχύτητα είναι. και η επιτάχυνση ax = lim = =. (1.2) Ο δεύτερος νόµος του Νεύτωνα παίρνει τη µορφή: (1.

d dx ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ιάνυσµα ονοµάζεται το µαθηµατικό µέγεθος που περιγράφεται από µιατριάδαστοιχείων: το

Φυσική για Μηχανικούς

Κλασική Hλεκτροδυναμική

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ. Επικαμπύλια και Επιφανειακά Ολοκληρώματα. Γ.1 Επικαμπύλιο Ολοκλήρωμα

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2012

Μέρος A: Νευτώνιες τροχιές (υπό την επίδραση συντηρητικών δυνάμεων) (3.0 μονάδες)

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. ΜΕΡΟΣ 1ο ΑΛΓΕΒΡΑ

ΛΥΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ mu 1 2m. + u2. = u 1 + u 2. = mu 1. u 2, u 2. = u2 u 1 + V2 = V1

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

ΑΠΘ. Χαρά Χαραλάμπους Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ. Ιστορία των Μαθηματικών Εαρινό Εξάμηνο 2014

Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 5: Κυματομηχανική. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Φυσική για Μηχανικούς

όπου Μ η µάζα της Γης την οποία θεωρούµε σφαίρα οµογενή, G η παγκόσµια σταθερά της βαρύτητας και L!

ΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

Φυσική για Μηχανικούς

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Διανύσµατα στο επίπεδο

ΕΞΕΤΑΣΗ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ (28/1/2011)

16. Να γίνει µετατροπή µονάδων και να συµπληρωθούν τα κενά των προτάσεων: α. οι τρεις ώρες είναι... λεπτά β. τα 400cm είναι...

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

11. Ποιες είναι οι άμεσες συνέπειες της διαίρεσης;

12. ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ Α ΒΑΘΜΟΥ. είναι δύο παραστάσεις μιας μεταβλητής x πού παίρνει τιμές στο

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ. Εισαγωγικές εξετάσεις για το Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα - Μέρος 2ο

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

Μηχανική ΙI. Λογισµός των µεταβολών. Τµήµα Π. Ιωάννου & Θ. Αποστολάτου 2/2000

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Ηλεκτρική Μετατόπιση- Γραμμικά Διηλεκτρικά

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ GAUSS

Κ. Χριστοδουλίδης: Μαθηµατικό Συµπλήρωµα για τα Εισαγωγικά Μαθήµατα Φυσικής Ολοκληρώµατα διανυσµατικών συναρτήσεων

ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΛΞΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

sup(a + B) = sup A + sup B inf(a + B) = inf A + inf B.

ΘΕΜΑ ΈΡΕΥΝΑΣ: Η ΣΧΕΣΗ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΗ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Υπολογισμός παραμέτρων του γήινου πεδίου βαρύτητας - Εξηγήσεις και πληροφορίες χρήσης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

προβλήµατος Το φίλτρο Kalman διαφέρει από τα συνηθισµένα προβλήµατα ΜΕΤ σε δύο χαρακτηριστικά: παραµέτρων αγνώστων

ΦΥΣ Διαλ.27. Νόµος παγκόσµιας έλξης

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Transcript:

. Τοµέας Τοπογραφίας, Εργ. Ανώτερης Γεωδαισίας Εισαγωγή στο γήινο πεδίο βαρύτητας (Αρχές της Φυσικής Γεωδαισίας) ιδάσκοντες ηµήτρης εληκαράογλου Παρασκευάς Μήλας Γεράσιµος Μανουσάκης 7ο εξάµηνο, Ακαδ. Έτος 2016-17 Αναφερθήκαµε στην πρακτική ανάγκη, οι τρεις συνιστώσες του εκάστοτε διανύσµατος των ελκτικών δυνάµεων F του πεδίου βαρύτητας να µπορούν να αντικατασταθούν από µία µόνο συνάρτηση V, εκείνη του γήινου δυναµικού της βαρύτητας Ειδικά όταν εξετάζουµε την έλξη του συστήµατος σηµειακών µαζών ή στερεών σωµάτων, όπως συµβαίνει στη γεωδαισία µε την πραγµατική Γη, είναι πολύπιοεύκολοναασχοληθούµεµετοδυναµικό V απόότιµετιςτρειςσυνιστώσεςτηςδύναµης F, σε κάθε σηµείο στο χώρο Ησυνάρτηση Vείναιαπλώςτοάθροισµατων δυναµικών κάθε έλκουσας µάζας (σωµατιδίου) π.χ., αν οι σηµειακές µάζες κατανέµονται συνεχώς σε όγκο v µε πυκνότητα ρ, το άθροισµα των δυναµικών των σωµατιδίων γίνεται ολοκλήρωµα (ολοκλήρωµα του Newton).. Ησυνάρτηση Vείναισυνεχήςσε ολόκληρο το χώρο και εξαφανίζεται στοάπειροκατά 1/lγια l. Οι πρώτες παράγωγοι της συνάρτησης V, δηλαδή οι συνιστώσες της ελκτικής δύναµης F, είναι επίσης συνεχείς σε ολόκληρο το χώρο, αλλά όχι οι δεύτερες παράγωγοι. ΣτοεσωτερικότηςΓηςισχύει Οι πρώτες παράγωγοι της συνάρτησης V, δηλαδή οι συνιστώσες της ελκτικής δύναµης F, είναι επίσης συνεχείς σε ολόκληρο το χώρο, αλλά όχι οι δεύτερες παράγωγοι. Στο εσωτερικό της Γης (σε σηµεία όπου η πυκνότητα αλλάζει ασυνεχώς) ισχύει γιαµεγάλεςαποστάσεις lτο σώµα συµπεριφέρεται ως σηµειακή µάζα, µε το αποτέλεσµα τηςέλξηςτηςναδίνεται προσεγγιστικάως V = GM / l... Οι πρώτες παράγωγοι της συνάρτησης V, δηλαδή οι συνιστώσες της ελκτικής δύναµης F, είναι επίσης συνεχείς σε ολόκληρο το χώρο, αλλά όχι οι δεύτερες παράγωγοι. Στο εξωτερικό της Γης (στον κενό χώρο όπου η πυκνότητα είναι µηδέν) ισχύει Οι λύσεις της ονοµάζονται αρµονικές Συνεπώς, το δυναµικό της έλξης είναι αρµονική συνάρτηση στο εξωτερικό των ελκουσών µαζών αλλά όχι στο εσωτερικό τους όπου εκεί ικανοποιεί την εξίσωση του Poisson. Το απλούστερο παράδειγµα αρµονικής συνάρτησης: το αντίστροφο της απόστασης µεταξύ δύο σηµείων Σηµερινή ενότητα του µαθήµατος Σφαιρικές αρµονικές είναι ιδιαίτερα χρήσιµες σε προβλήµατα της Φυσικής όπου υπάρχει σφαιρική συµµετρία Συναρτήσεις και πολυώνυµα P nm, P m Συναποτελούν µέρος των λύσεων της εξίσωσης Laplace, όταν αυτή εκφράζεται σε σφαιρικές συντεταγµένες...

Πολυώνυµα και Συναρτήσεις Οφείλουν το όνοµα τους στο γάλλο µαθηµατικό Andrien Marie (1752 1833) Το σύγγραµµα του Nouvelles mé méthodes pour la dé détermination des orbites des comè comètes (του 1806) 1806) Νέες µέθοδοι για τον προσδιορισµό της τροχιάς των κοµητών κοµητών περιέχει την πρώτη ολοκληρωµένη αντιµετώπιση της µεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων, τετραγώνων, αν και η πρωτιά για την ανακάλυψή της µεθόδου αποδίδεται στον γερµανό ανταγωνιστή του Carl Friedrich Gauss. Gauss. Πολυώνυµα Εξίσωση Το 1783, στην Ακαδηµία των Επιστηµών στο Παρίσι, ο παρουσιάζει την έρευνα του σχετικά µε την βαρυτική έλξη σωµάτων ελλειψοειδούς σχήµατος, για την οποία προτάθηκε (µετά από την ενθουσιώδη αποδοχή της από τον Laplace) να γίνει µέλος της Ακαδηµίας Andrien Marie Πορτραίτο του Louis Πολυώνυµα πολλά προβλήµατα της φυσικής, όπως στη επίλυση της εξίσωσης Laplace και άλλες συναφείς µερικές διαφορικές εξισώσεις. Όταν m 0 οι λύσεις της αποκαλούνται προσαρτηµένες Όταν m=0 οι λύσεις της είναι τα πολυώνυµα Πολυώνυµα εργασία του Recherches sur la figure des planè planètes tes, εισάγει την κατηγορία των φερώνυµων πολυωνύµων, τα οποία είναι οι κανονικές λύσεις της διαφορικής εξίσωσης Πολυώνυµα Οι δύο πρώτοι όροι της σειράς Taylor δίνουν Πολυώνυµα ύο χρόνια αργότερα, ο στην Στη γενικότερη µορφή της συναντάται σε Ορισµός: Τα πολυώνυµα, Pn(t), n=0,1,2, υπολογίζονται από τη λεγόµενη σχέση του Rodrigues Τα πολυώνυµα που συµβολίζονται ως Pn(t), όπου n είναι ο λεγόµενος βαθµός τους, συχνά απαντώνται και µε τις ονοµασίες 1ου είδους, είδους, συντελεστές ή αρµονικές ζώνης Πολυώνυµα,, n = 0,1,2, 0,1,2,,7,,7, όπου, x = cosθ = sinφ (θ = 90ο φ). Συχνά αντί για τη µεταβλητή x, χρησιµοποιείται ο συµβολισµός t και Pn(t) Προκύπτουν επίσης ως οι συντελεστές αριθµοσειράς Taylor (generating function/γεννήτρια συνάρτηση) Πολυώνυµα,, n = 0,1,2, 0,1,2,,5,,5, Χωρίς να καταφεύγουµε σε άµεσο ανάπτυγµα της σειράς Taylor, η διαφόριση της αντίστοιχης εξίσωσης και στις δύο πλευρές της δίνει Επαναληπτική σχέση του Bonnet

Πολυώνυµα Παράδειγµα Πολυώνυµα η ερµηνεία τους Οι σειρές συγκλίνουν όταν r > r ανάπτυγµα σε σειρά Taylor ως προς α=r /r (u=cosψ) Τα πολυώνυµα, είναι χρήσιµα για υπολογισµούς µεγεθών που ακολουθούν τη σχέση του αντιστρόφου της απόστασης όπως π,χ. το ελκτικό δυναµικό της βαρύτητας µεταξύ σηµειακών µαζών P6 Πολυώνυµα η ερµηνεία τους Ζώνες αρνητικών τιµών + Ζώνες θετικών τιµών Πολυώνυµα τι Πολυώνυµα τι + + Πολυώνυµο P6(cosθ) κατά µήκος της περιφέρειας ενός µεσηµβρινού κύκλου, και γύρω από τη σφαίρα Τα Pn (όπου n=ζυγός βαθµός) ικανοποιούν τις συνθήκες Τα πολυώνυµα είναι συµµετρικά ή αντισυµµετρικά Τιµές ίσες µε 0 @ x = 0. P6(cosθ) Συγκεκριµένες τιµές @ x = 1 Πολυώνυµα τι Πολυώνυµα τι Ικανοποιούν τη συνθήκη ορθογωνικότητας Το ολοκλήρωµα είναι σαν να υπολογίζουµε το εσωτερικό γινόµενο δύο διανυσµάτων: (A1,B1) (A2,B2) = A1A2 + B1B2 (A1,B1) (A2,B2) = 0 εάν τα διανύσµατα είναι κάθετα µεταξύ τους Οι συνιστώσες των Pm, Pn είναι οι τιµές τους σε κάθε x Απλοποιείται ο υπολογισµός των παραγώγων Πολυώνυµα χαρακτηριστικά τους Συνάγεται εύκολα ότι Pn(t) είναι πολυώνυµο βαθµού n. Αν το n είναι άρτιος (ζυγός) αριθµός, το Pn(t) περιέχει όρους µε µόνο άρτιες δυνάµεις της µεταβλητής x, και Αν το n είναι µονός αριθµός, το Pn(t) περιέχει µόνο όρους µε µονές δυνάµεις του x. Ο συντελεστής του όρου της δύναµης xn στο Pn(t) είναι...?

Αν n - άρτιος αριθµός, το Pn(t) περιέχει µόνο όρους µε άρτιες δυνάµεις της µεταβλητής x, και Αν το n - µονός αριθµός, το Pn(t) περιέχει µόνο όρους µε µονές δυνάµεις του x n-άρτιος αριθµός n-µονός αριθµός Ο Ο συντελεστής του όρου της δύναµης xn-2 στο Pn(t) είναι : συντελεστής του όρου της δύναµης xn στο Pn(t) είναι : π.χ. στο P4(t) είναι (-15/4) x2 π.χ. στο P5(t) είναι (63/8) x5 ΑΝΑ ΡΟΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ υπολογισµού για τα πολυώνυµα, για n 1 (P0=0, P1=1) ΚΛΕΙΣΤΗ ΣΧΕΣΗ (closed formula) για τα πολυώνυµα ΑΝΑ ΡΟΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ υπολογισµού για τα πολυώνυµα, για n 1 (P0=0, P1=1) Στη πράξη αρκούν να είναι αρχικά γνωστά τα πολυώνυµα Ρ0 και Ρ1, και αυτό Επιτρέπει τον υπολογισµό οποιουδήποτε πολυωνύµου, ανώτερου βαθµού, από τις τιµές των δύο προηγούµενων Σηµαντικό µειονέκτηµα της αναδροµικής διαδικασίας είναι ότι πρέπει προηγουµένως να υπολογιστούν όλα τα χαµηλότερου βαθµού πολυώνυµα προτού υπολογιστεί το εκάστοτε πολυώνυµο επιθυµητού βαθµού Συναρτήσεις Αποτελούν µη µηδενικές λύσεις στο διάστηµα [ 1, 1] της διαφορικής εξίσωσης του Οι δυνάµεις του θ µπορούν να εκφραστούν σε όρους συνηµιτόνων πολλαπλάσιων του θ Όπου j = n/2 για βαθµό n-άρτιο (ζυγό) αριθµό j = (n-1)/2 για βαθµό n-περιττό (µονό) αριθµό έτσι Αποφεύγεται τελείως η αναδροµική διαδικασία, αν απλά επιζητείται η τιµή ενός συγκεκριµένου βαθµού πολυώνυµου Αλλά, ενδεχοµένως ο υπολογισµός των παραγοντικών (για µεγάλες τιµές) µπορεί να προκαλέσει αριθµητικά προβλήµατα όπου οι δείκτες n and m, είναι ακέραιοι αριθµοί, και αναφέρονται ως βαθµός (degree) και τάξη (order) της συνάρτησης Pnm(x) αντίστοιχα. Ισχύει πάντα ότι 0 m n, δηλαδή η τάξη ανάπτυξης δεν µπορεί να υπερβαίνει τον βαθµό ανάπτυξης Συχνά οι συµβολίζονται ως Pnm, Pnm(x), Pn,m(x), ή ως Pnm, Pnm(x)

Συναρτήσεις Συναρτήσεις Συναρτήσεις Οι γενικευµένες (ή αλλιώς συναφείς ή Όταν η τάξη m=0, οι Η γενική έκφραση προσαρτηµένες), Pnm(x), βαθµού n=0,1,2, Nmax, και τάξης m=0,1,2,,n υπολογίζονται από τη σχέση του Rodrigues Pnm(x) ανάγονται στα πολυώνυµα Pn0(x) = Pn(x) Επιτρέπει την επέκταση του ορισµού των συναρτήσεων για: n m n. Ο αντίστοιχος ορισµός των Pn±m, είναι και επειδή για τα πολυώνυµα ισχύει m=0 Ο όρος (-1)m αποκαλείται Condon Shortley phase και χρησιµοποιείται κυρίως στην κβαντική Μηχανική. Στη Γεωδαισία και στο Μαγνητισµό, παραλείπεται εντελώς. Συναρτήσεις ορθογωνικότητα Για 0 m ℓ, οι ικανοποιούν την ακόλουθη συνθήκη ορθογωνικότητας για σταθερό m ΠΡΟΣΟΧΗ, ΠΡΟΣΟΧΗ ο δείκτης m στο συµβολισµό της συνάρτησης δεν υποδηλώνει εκθέτη δύναµης Μερικές από τις πρώτες µέχρι βαθµό και τάξη (3,3) Μερικές από τις πρώτες µέχρι βαθµό και τάξη (3,3) Ακολουθώντας το Ακολουθώντας το συµβολισµό Pnm και επίσης ικανοποιούν την ακόλουθη συνθήκη συµβολισµό Pnm x ή t = cosθ x ή t = cosθ ορθογωνικότητας για σταθερό l Μερικές από τις πρώτες µέχρι βαθµό και τάξη (3,3) Μερικές άλλες ΑΝΑ ΡΟΜΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ για τις Ακολουθώντας το συµβολισµό Pnm x ή t = cosθ

. Μερικές ΑΝΑ ΡΟΜΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ για τις Ισχύουν επίσης οι ακόλουθες ΤΑΥΤΟΤΗΤΕΣ για τις ΚΛΕΙΣΤΗ ΣΧΕΣΗ (closed formula) για τις Η γενική έκφραση Οι αναδροµικές διαδικασίες επιτρέπουν τον υπολογισµό όλων των συναρτήσεων, οποιουδήποτε βαθµού και τάξης, θεωρητικά µέχρι το άπειρο. Όπου το διπλό παραγοντικό υπολογίζεται από τη σχέση Επιτρέπει τoν βολικό υπολογισµό των συναρτήσεων και πολυωνύµων σε εφαρµογές προγραµµατισµού.. ΚΛΕΙΣΤΗ ΣΧΕΣΗ (closed formula) για τις Στη Γεωδαισία, οι σχέσεις της υπολογισµού των παραµέτρων του γήινου πεδίου βαρύτητας απλοποιείται µε την εισαγωγή των πλήρως κανονικοποιηµένων πολυωνύµων και συναρτήσεων Στη Γεωδαισία, οι σχέσεις της υπολογισµού των παραµέτρων του γήινου πεδίου βαρύτητας απλοποιείται µε την εισαγωγή των πλήρως κανονικοποιηµένων πολυωνύµων και συναρτήσεων Αποφεύγεται η χρήση κάποιας αναδροµικής διαδικασίας εφόσον το ζητούµενο είναι να υπολογιστεί µόνο κάποια συγκεκριµένη συνάρτηση Για m = 0, η εν λόγω κλειστή σχέση ανάγεται στην αντίστοιχη µορφή της κλειστής σχέσης για τα πολυώνυµα Έτσι ώστε Πολυώνυµα L. Συναρτήσεις L.... Στη συνέχεια θα συζητήσουµε Τις λύσεις της εξίσωσης Laplace..