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:

Характеристика урока по биологии в ПТУ
В данной разделе рассматривается основная форма обучения – практическое занятие, оно является наиболее распространенной формой организации обучения в ПТУ. Рассматривая возможности практического занятия в данной разделе отметим возможность воспитания и развития учащихся, а также возможности индивиду ...

Обучение графическим редакторам в курсе информатики и ИКТ
В ходе исследования учебников, используемых для преподавания в школе растровых редакторов, удалось выделить несколько. В основу учебников Макаровой Н.В. «Информатика. 10 класс» [18] заложена идея подготовки пользователя компьютера, владеющего базовой технологией работы в офисе. Учебник состоит из ш ...

Понятие адаптации и адаптивности
“Адаптация – приспособление организма к изменяющимся внешним условиям с целью наилучшего восприятия стимулов внешней среды и предохранения от излишней перегрузки”. Например, при переходе от света к темноте и обратно существенно меняется чувствительность глаза, в десятки раз, это явление носит назва ...