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:

Проблемы организация самостоятельной работы и ее задачи
Начальное обучение является фундаментом образования. От того, насколько прочно заложены основы первоначального обучения, зависит дальнейшее формирование знаний и умений в средних классах школы. И не только содержание обучения в начальных классах является подготовительным курсом к основам наук, вся ...

Требования к организации любого вида развивающей деятельности
Выделим ряд принципиальных требований, которые предопределяют технологию организации любого вида развивающей деятельности. Прежде всего при организации такой деятельности следует исходить из необходимости подчинения предметного результата воспитательному в виде качественных материальных и идеальных ...

Анализ обследования мыслительных процессов и речи детей с нормальным развитием
Диагностика способности к обобщению и абстрагированию, выделению существенных признаков проводилась на вербальном и предметном материале. Анализ результатов обследования мышления и речи детей с нормальным развитием представлены в таблице № 1. Таблица 1 Диагностика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Общая Оценка ...