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.

Дидактические игры и лексические упражнения - методы словарной работы
«Процесс игры, утверждал Ф. Фребель, - это выявление и проявление того, что изначально заложено в человеке божеством. Через игру ребенок, по мнению Ф. Фребеля, познает божественное начало, законы мироздания и самого себя. Ф. Фребель придает игре большое воспитательное значение: игра развивает ребен ...

Сущность, цели и значение рейтинга
Исследование вопросов, связанных с оценкой разных сторон деятельности ВУЗа, начинает работу по изучению вопросов, связанных с созданием в ВУЗе системы менеджмента качества. Одним из первых аспектов рассмотрения стало внедрение в ТюмГУ рейтинговой оценки деятельности преподавателей, структурных подр ...

Характеристика взятых для исследования сортов яровой пшеницы
В качестве исходного материала для исследований взяты сорта яровой пшеницы различных экотипов и групп спелости. Тулунская 12 – стандарт. Выведен на Тулунской ГСС методом индивидуального отбора из гибридной популяции Бирюсинка х яровая форма из Безостой 1. Разновидность лютесценс. Автор сорта А.Е. Ю ...