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:

Примеры и правила игр для дошкольников
«Верба – вербочка» (Игры на вербное воскресенье) Дети выбирают водящих, девочку и мальчика. Играющие встают в два круга и начинают движение. На слово «вьет» девочка и мальчик разрывают хоровод и делают руками «воротики». Дети проходят в них, под конец разрывают весь хоровод и танцуют. Верба, верба, ...

Анализ программ по математике
Как результат обновления дошкольных образовательных программ в системе ДОУ, в последнее десятилетие наблюдается активная разработка образовательных альтернатив, издание новых методических материалов, создание комплексных и парциальных (однопредметных) программ, делаются попытки разработки концептуа ...

Роль дошкольно-образовательного учреждения в развитии ребенка
Дошкольно-образовательное учреждение, являясь первой ступенью образования, выполняет множество функций. Среди задач, стоящих перед детским садом, главной является всесторонне развитие личности ребенка. На занятиях, предусмотренных программой обучения и воспитания в детском саду, ребенок получает сп ...

Разделы

Copyright © 2023 - All Rights Reserved - www.detailededu.ru