Преобразование пространств и криволинейные координаты

Координатные поверхности составляют три семейства:

а) — концентрические сферы с центром в начале координат;

б) — круговые конусы, осью которых служит ось ;

в) — полуплоскости, проходящие через ось .

Якобиан этого преобразования:

.

Якобиан сохраняет знак плюс, за исключением упомянутых выше случаев, когда , либо , и якобиан обращается в нуль.

3) Преобразование пространства самого в себя по формулам:

, ,

однозначно обратимо:

, , .

Оно называется инверсией.

4) Эллиптические координаты. Рассмотрим семейство софокусных и соосновных поверхностей второго порядка:

,

состоящее из эллипсоидов (при ), однополостных гиперболоидов (при ) и, наконец, двуполостных гиперболоидов (при ).

Через каждую точку пространства, не лежащую на координатах плоскостях, проходит по одной поверхности каждого типа. Действительно, левая часть уравнения, получаемого из :

,

имеет знак минус при , знак плюс при , снова знак минус при и, наконец, знак плюс при больших . Отсюда следует, что уравнение имеет три положительных корня: один (что отвечает эллипсоиду), второй , (он дает однополостный гиперболоид), третий (двуполостной гиперболоид).

Используя свойства корней написанного выше уравнения, которое мы можем рассматривать как кубическое уравнение относительно , а именно:

,

;

,

найдем:

, ,

.

Если ограничиться первым координатным октантом, то в этих формулах надлежит сохранить лишь положительные знаки. Числа можно рассматривать, как криволинейные координаты точек этого угла. Их и называют эллиптическими координатами. Три семейства координатных поверхностей - это и будут семейства эллипсоидов, однополостных и двуполостных гиперболоидов, о которых была речь выше.

Якобиан преобразования имеет вид:

Система уроков по теме
Классно-урочная система обучения в современной школе отличается большим разнообразием типов и видов уроков. Задача учителя в этих условиях заключается в том, чтобы продумать четкую систему логически взаимосвязанных уроков, применения которой позволило бы ему обучать детей самоорганизации, умениям и ...

Методы и приемы обучения родному языку на занятиях
Программа развития речи реализуется в той или иной деятельности детей (учебной, игровой, трудовой, бытовой). Поскольку воспитание в широком смысле (и входящее в это понятие формирование речи) осуществляется взрослым через какую-нибудь деятельность, эти виды деятельности можно условно назвать средст ...

Особенности нарушений письма у младших школьников при билингвизме
По мнению Гончаровой В.А. проблема нарушений письменной речи является одной из наиболее актуальных на современном этапе развития логопедии, что обусловлено значительной распространенностью этой речевой патологии, тенденцией к увеличению числа детей, страдающих дисграфиями, дислексиями, значительным ...