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:

Диагностика развития нравственной позиции воспитателей дошкольного образовательного учреждения
Для проведения эксперимента мы выбрали Детский сад «Ромашка» МОУ «Безыменская средняя общеобразовательная школа» Грайворонского района Белгородской области. В эксперименте участвовали 6 педагогов (2 специалиста имеют высшее образование, 4 – среднее специальное образование). Стаж работы до 5 лет – 1 ...

Организация ветеринарного образования
После распада СССР коллектив Витебского ордена «Знак Почета» ветеринарного института предпринимал меры по перестройке высшего ветеринарного образования в суверенной Республике Беларусь. Было очевидным, что систему подготовки ветеринарных врачей необходимо ориентировать на мировое образовательное пр ...

Роль художественной литературы в воспитании дошкольников
Отбирая произведения для детей, мы опираемся на народное творчество, классику и современное искусство. Каждый народ веками отбирает, шлифует формы, краски, орнаменты на игрушках, мелодии и ритмы песен, движения танцев, меткость и образность языка словесного фольклора. Все это впитывается ребенком с ...