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.

Профильное обучение как средство дифференциации и индивидуализации обучения
Сегодня мы должны рассматривать школьника как личность и это во многом зависит от того, какие требования к результатам работы школы предъявляет общество. Модернизация образования нацеливает нас на то, что школа должна, прежде всего, реализовывать цели развития личности ребёнка, т.е. служить его соб ...

Ресурсы, необходимые для развития образования Тверской области
С 2006 года в Тверской области в системе общего образования введены принципы подушевого финансирования. Таблица 2. Финансирование общего образования Тверской области в 2012 году № п/п Мероприятия Объемы финансирования Всего В том числе Федеральный бюджет (субсидия) Бюджет субъекта Российской Федера ...

Содержание методики эффективного сотрудничества с родителями детей дошкольного возраста
Для успешного взаимодействия с родителями, имеющими разные педагогические установки на сотрудничество с ДОУ, были выбраны следующие направления, выступающие педагогически – целесообразными методами эффективного взаимодействия педагогов ДОУ и родителей: 1. Формирование у родителей установки на сотру ...