Me he estado preguntando algo, y podría ser una tontería (¡si es así, pido disculpas!). Considere el disco unitario en y una funcion definido en el disco. Puedo calcular su integral doble como
por coordenadas polares. Ahora, por separado, considere una función definido en el hemisferio superior de (la esfera en . En coordenadas esféricas, puedo calcular su integral sobre esta región como
Lo que me pregunto es lo siguiente: dada una función en el disco de la unidad, ¿puedo encontrar una función? en el hemisferio tal que
Por supuesto que podría elegir algunos eso satisface eso, pero me preguntaba si había una forma sistemática para cada en el disco de la unidad para asociarlo con un en la esfera tales que sus integrales son iguales.
Hasta ahora, estaba pensando en lo siguiente. Sé que puedo mapear el disco en el hemisferio superior por el mapa . Al principio, ingenuamente, solo pensé en asignar a cada punto de la esfera el valor de en el punto correspondiente debajo de él, pero eso falla. Esto enviaría una función constante en el disco a una función constante en el hemisferio, pero sus integrales son diferentes. La integración de una constante en el disco de la unidad solo produciría los tiempos constantes , mientras que una constante en el hemisferio superior cuando se integra daría un . Estaría bien con esto si este proceso siempre difería solo por un factor de dos (es decir, podría identificar con ), pero no creo que eso funcione.
Pensé que tal vez algún cambio de coordenadas podría funcionar, pero parece que no puedo lograr que funcione. Si alguien pudiera dar una sugerencia o un puntero en la dirección correcta, sería muy útil. No quiero una solución completa, solo un puntero o una referencia que discuta ideas relevantes sería genial. ¡Gracias!
Te has hecho la vida un poco difícil al dar a los ángulos correspondientes nombres diferentes y a los ángulos no relacionados con el mismo nombre. si le cambias el nombre a en el disco y juntas tus ecuaciones, tienes
ahora si igualas con para asociar puntos verticalmente, los límites salen bien y necesitas , entonces
Esto está directamente relacionado con esta respuesta .
Lo que está buscando es una "proyección de áreas iguales". el casquete esferico tiene area . El disco tiene area . La tapa tiene el doble del área del disco si . Por lo tanto, desea mapear el punto en el disco con coordenadas polares al punto en el hemisferio superior con coordenadas esféricas .