Преобразование пространств и криволинейные координаты

Страница 3

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:

Страницы: 1 2 3 4

Новые статьи:

Распределение зарядов по поверхности
Эффективность работы приборов с электретами существенно зависит от распределения зарядов по поверхности электретов. Резко неоднородное распределение зарядов после приготовления электретов приводит к преждевременному их спаду из-за компенсации зарядов разного знака и из-за перераспределения их по по ...

Особенности формирования словаря у детей раннего возраста
На третьем году жизни словарь детей пополняется в процессе освоения более широкого круга предметов домашнего обихода, с которыми действуют и они сами, и взрослые. Дошкольники осваивают названия предметов более далекого окружения, которые видят на улицах, в парках и других местах ( названия транспор ...

Психолого-педагогические особенности развития интеллектуальных способностей детей
Интеллект (от латинского слова intellectus – разумение, понимание, постижение) в психологической науке рассматривается как «относительно устойчивая структура умственных способностей индивида». В психологической науке выделяют ряд теоретических подходов к трактовке природы интеллекта, одним из них я ...

Разделы

Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.detailededu.ru