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:

Исследование успешности начального школьного обучения детей, закончивших различные типы дошкольных учреждений и не посещавших их
Обеспечение равных стартовых возможностей детей старшего дошкольного возраста при поступлении в начальную школу является одной из актуальных задач образовательной политики нашего города. В настоящее время дошкольные учреждения не посещают около 47 % малышей. Это происходит по целому ряду причин (не ...

Воспитание здорового молодого поколения как приоритетная задача государства
Охрана здоровья подрастающего поколения является важнейшей государственной задачей не только потому, что определяет качество жизни (и, в частности, обучения) ребенка, но и в силу того, что фундамент здоровья взрослого населения страны закладывается в детском и подростковом возрасте. Эффективность в ...

Безопасность и формирование мировоззренческой устойчивости учащихся в чрезвычайных ситуациях
На протяжении веков общество заботилось о своих идеологических, религиозных основах, но в последнее время в плане создания некой идейной парадигмы развития общества демократия проявила такое свойство, как легковесность. Так, например, в эпоху развитого социализма в нашей стране проблема формировани ...