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:

Эффективность использования информационных технологий в обучении иностранным языкам
Использование компьютерных технологий в обучении иностранным языкам в значительной мере изменило подходы к разработке учебных материалов по этой дисциплине. В отличие от традиционного, интерактивное обучение на основе мультимедийных программ позволяет более полно реализовать целый комплекс методиче ...

Вальдорфская педагогика
Вальдорфская педагогика — это своеобразная форма обучения, развившаяся в Германии. В 1919 г. рабочие табачной фабрики Вальдорф Астория (отсюда и название) в Штутгарте вместе с директором фабрики предложили немецкому ученому Рудольфу Штейнеру (1861-1925) создать школу для их детей. Р. Штейнер, после ...

Вариативность образовательной системы как предмет научного исследования
Вариативность образования – один из основополагающих принципов и направление развития современной системы образования в России. Вариативность - это качество образовательной системы, характеризующее ее способность создавать и предоставлять учащимся варианты образовательных программ или отдельных вид ...

Разделы

Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.detailededu.ru