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:

Конспект занятия с детьми старшего дошкольного возраста
Цель: активизация и развитие творческого воображения дошкольников в процессе восприятия музыкальных произведений. Задачи : 1) Познакомить детей с музыкой Петра Ильича Чайковского из балета «Щелкунчик». 2) Знакомство с жанром балета через знакомство с музыкальной культурой П.И.Чайковского. 3) Воспит ...

Вариативность форм предоставления дошкольной образовательной услуги
Заслуживает внимания опыт регионов по организации различных механизмов удовлетворения потребностей населения в услугах обучения, воспитания, присмотра и ухода за детьми дошкольного возраста, подготовки их к обучению в школе в условиях не посещения ими детских садов по тем или иным причинам. Следует ...

Характеристика учебного заведения
Красноярский государственный аграрный университет (КрасГАУ) является крупным научно-образовательным центром приенисейского региона. КрасГАУ ведет работу по кадровому обеспечению агропромышленных комплексов четырех субъектов России: Красноярского края, республик - Хакасия, Тыва, Саха (Якутия). В стр ...