Преобразование пространств и криволинейные координаты

Идеи, развитые в связи с преобразованием плоских областей, естественно переносятся и на случай пространственных областей.

Пусть имеем пространство, отнесенное к системе прямоугольных координат , и другое пространство с системой координат . Рассмотрим две замкнутые области и в этих пространствах ограниченные соответственно поверхностями и , которые всегда будем предполагать кусочно-гладкими. Допустим, что эти области связаны между собой взаимно однозначным непрерывным соответствием, которое осуществляется формулами:

При этом, необходимо, точкам поверхности отвечают именно точки поверхности , и наоборот.

Пусть функции (19) имеют в области непрерывные частные производные; тогда и якобиан

также является непрерывной функцией в . Здесь будем считать, что этот определитель всегда отличен от нуля, сохраняя определенный знак.

Если в области взять кусочно- гладкую поверхность:

, ,

(предполагая, что параметры изменяются в некоторой области на плоскости ), то формулы (19) преобразуют ее в кусочно-гладкую же поверхность в области . Эта поверхность будет иметь уравнения

.

Ограничимся случаем гладкой поверхности: на ней особых точек нет, так что определяем:

, ,

одновременно в нуль не обращаются. Проверке подлежит лишь отсутствие особых точек и на поверхности.

Имеем линейные равенства относительно величин:

,

,

.

Определитель, составленный из коэффициентов при этих величинах, т.e. из алгебраических дополнений к элементам определителя , по известной теореме алгебры равен квадрату этого последнего и, следовательно, вместе с ним отличен от нуля. Если бы левые части написанных равенств в какой-нибудь точке одновременно обратились а нуль, то нулями были бы и все три определителя, что противоречило бы допущению.

Числа , , однозначно характеризующие положение точки в пространстве , называются криволинейными координатами этой точки. Точки пространства , для которых одна из этих координат сохраняет постоянное значение, образуют координатную поверхность. Всего будет существовать три семейства таких координатных поверхностей; через каждую точку области проходит по одной поверхности каждого семейства.

Анализ и сравнение познавательного интереса младших школьников с традиционной и вальдорофской системами обучения
вальдорфский обучение познавательный интерес По данным методики Г.Н.Казанцевой были установлены следующие результаты: Раздел I. Любимые предметы 3б 3в 1.Физкультура (22ответа) 2.ИЗО (16 ответов) 3. Математика (14 ответов) 1. Математика (12 ответов) 2. Физкультура (10 ответов) 3. Окружающий мир (8 о ...

Как разработать окончательный вариант отчета и выбрать необходимые графические приложения
Графический материал (иллюстрацию) необходимо подбирать исходя из определенного общего замысла, по тщательно продуманному тематическому плану, который помогает избавиться от случайных иллюстраций, связанных с второстепенными деталями текста, и предупредить неоправданные пропуски иллюстраций к важне ...

Целостное обучение детей с умеренной умственной отсталостью через упражнение
Из различия структур учебных предметов следуют разные способы обучения. Так, при подражательном и опытном обучении центр тяжести падает на моторные, сенсорные и когнитивные навыки, в то время как при обучении, связанным с решением задач, упор делается на мышление и понимание. Учебной целью может бы ...