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:

Место профессионального воспитания в разделе «Кулинария», 11 класс
Вводное занятие Содержание курса в текущем учебном году. Действие на организм высокой температуры и влажности. Профессиональные вредности. Значение личной гигиены для работников общественного питания. Значение санитарной культуры для предупреждения инфекций и отравлений. Перечень заболеваний, препя ...

Оценка качества дистанционного обучения
Хотя в концепции дистанционного обучения нет ничего нового, усовершенствования в технологиях, на которые оно опирается, крайне усложняют оценку подходов к обучению. Существует некоторые критерии для определения эффективности образовательных программ с применением современных технологий. 1. Во-первы ...

Условия успешного семейного воспитания
Основными условиями успеха в воспитании детей в семье можно считать наличие нормальной семейной атмосферы, авторитета родителей, правильного режима дня, своевременного приобщения ребенка к книге и чтению, к труду. Нормальная семейная атмосфера – это осознание родителями своего долга и чувства ответ ...