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:

Воспитание здорового молодого поколения как приоритетная задача государства
Охрана здоровья подрастающего поколения является важнейшей государственной задачей не только потому, что определяет качество жизни (и, в частности, обучения) ребенка, но и в силу того, что фундамент здоровья взрослого населения страны закладывается в детском и подростковом возрасте. Эффективность в ...

Развитие процессов мышления и понимания в рамках культурно исторической концепции
Концепция разрабатывалась Выготским и его школой (Леонтьев, Лурия и др.) в 20-30 гг. XX в. Одной из первых публикаций была статья "Проблема культурного развития ребенка" в журнале "Педология" в 1928 г. Следуя идее общественно-исторической природы психики, Выготский совершает пер ...

Развитие речи ребенка на четвертом году жизни
К концу 4-го года жизни словарный запас ребенка достигает приблизительно 1500-200 слов. В речи детей этого возраста кроме существительных и глаголов все чаще встречаются другие части речи: местоимения, наречия, появляются числительные (один, два), прилагательные, указывающие на отвлеченные признаки ...