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:

О жизни и творчестве Петра Ильича Чайковского
П.И.Чайковский (7 мая 1840 г. – 6 ноября 1893 г.) – гениальный русский композитор, гордость русской музыкальной культуры. Родился в рабочем посёлке Воткинск, в семье начальника Камско-Воткинского горного округа Ильи Петровича. В родном Воткинске Чайковский провел только восемь детских лет, но воспо ...

Психологическая характеристика познавательной готовности дошкольников к обучению в школе
Учебная деятельность - это один из типов воспроизводящей деятельности детей, которая имеет совершенно особое содержание. Говоря, о готовности ребенка к школе мы не можем, не затронуть такой вопрос, как психологическая готовность ребенка к школе. Психологическая готовность к школе - сложное образова ...

Методы оказания психологической помощи при выборе профессии
Мир профессий чрезвычайно динамичен и изменчив. В нашей стране специальностей насчитывается более 7000 профессий. Каждый год происходит обновление около 500 видов труда. Однако действительность такова, что за последние годы появилось множество новых профессий, следовательно, процесс обновления видо ...