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:

Выявление музыкально одаренных детей
Среди многообразных человеческих дарований музыкальные способности принято считать наиболее изученными как теоретически, так и в отношении опыта их диагностики. Наличие особых данных для занятий музыкой признавалось всегда. Поэтому задолго до рождения научной экспериментальной психологии практика д ...

Эмоционально-эстетическая оценка и самооценка
Результат решения выполненного задания отмечается с точки зрения оригинальности, самостоятельности, выразительности, соответствия замысла и грамотности. Дети по подгруппам защищают свой проект, рассказывая о своем подходе в создании композиции панно по теме ''Волшебница Зима''. В качестве усиления ...

Характеристика подросткового возраста
Возраст от 11 – 12 до 15 лет – переходный от детства к юности. Он совпадает с обучением в школе второй ступени (5 – 9 –й классы ) , характеризуется общим подъёмом жизнидеятельности и глубокой перестройки всего организма. Душевный мир подростка Н.К. Крупская характеризовала психологией полуребёнка – ...