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.

Особенности логопедической работы по коррекции нарушений фонетической стороны речи, лексико-грамматического строя и формирования связной речи
Особенности логопедической работы по развитию фонетической стороны речи. Дефекты звукопроизношения во вспомогательной школе встречаются гораздо чаще, чем в массовой. Коррекция нарушений звукопроизношения у умственно отсталых детей со средней степенью является более длительным и сложным процессом, ч ...

Виды изобразительно-выразительных средств русского языка
Выразительность речи, ее воздействующая сила увеличивается, если используются разнообразные изобразительно-выразительные средства. Для более полной, точной, яркой и образной передачи своих мыслей, чувств и оценок автор текста может использовать различные средства языковой выразительности. Укажем на ...

Разработка плана-конспекта уроков ИЗО по программе Б.М. Неменского
План-конспект урока в 6 классе, по программе Б.М. Неменского Тема урока: «Натюрморт» Цели и задачи: - формирование интереса к предмету; - воспитание эстетического вкуса; - развитие навыков к выполнению конструкции предметов; грамотному построению и выполнению рисунка; - познание композиционного рас ...