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 ...

Роль коллектива в воспитании учащихся
Система воспитания, сложившиеся в нашей стране, получила название коллективистической. В ее основе лежит тезис, согласно которому воспитание, и, следовательно, полноценное развитие личности возможны только в коллективе и через коллектив. Своими практическими делами А.С. Макаренко доказал, что разви ...

Современная стратегия и тактика обучения родному языку
Развитие речи самым тесным образом связано с развитием сознания, познанием окружающего мира, развитием личности в целом. Родной язык является средством овладения знаниями, изучения всех учебных дисциплин в школьном и последующем образовании. Одно из центральных мест в воспитании, обучении и развити ...