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:

Профессиональное просвещение
Важным компонентом системы профессиональной ориентации учащихся является профессиональное просвещение – сообщение школьникам сведений о различных профессиях, их значении для народного хозяйства, потребностях в кадрах, условиях труда, требованиях, предъявляемых профессией к психофизиологическим каче ...

Развитие мышления у детей
При планировании классных занятий и занятий на местности учитель географии обязан учитывать множество обстоятельств, связанных с психологией учащихся. При этом он стремится создать такие условия обучения, чтобы они, соответствуя наличному уровню понимания, вызвали у детей интерес и в результате пов ...

Становления музыкальности на разных возрастных этапах дошкольного детства
От чего зависит музыкальность человека? Подчеркнем мысль Б. М. Теплова о том, что музыкальность человека «зависит от его врожденных индивидуальных задатков, но она есть результат развития, результат воспитания и обучения» (38). Это подтверждают и другие исследователи. Например, К. В. Тарасова пишет ...