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:

Урок изучения нового материала по теме «Виды теплопередачи»
Тема: Виды теплопередачи Тип урока: урок изучение нового материала Цели: Образовательная - формирование понятий о теплопередачи, о значении теплопередачи в природе и технике, формирование умений по проведению и объяснению результатов физических опытов. Развивающая – развивать умение ясно выражать с ...

Методика обучения рассказыванию по картине. Структура занятия. Проблемы обучения
Рассказывание по картине является особенно сложным видом речевой деятельности для ребенка. Проблема организации такого занятия в том, что дети должны выслушивать рассказы по одной картине сначала воспитателя (образец), а затем своих товарищей. Содержание рассказов почти одинаковое. Варьируются лишь ...

Информация и развитие цивилизации
Цивилизация - это прежде всего информация, информация делает народы человечеством. С. Залыгин "К вопросу о бессмертии" Информированные всегда будут властвовать над незнающими. И народ, подразумевающий в своем обществе наличие народовластия, должен обладать силой, которую дает ему информац ...