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:

Педагогические условия взаимодействия семьи и дошкольного образовательного учреждения
За многовековую историю человечества сложились две ветви воспитания подрастающего поколения: семейное и общественное. Сегодня уже не ведется спор о том, что важнее в становлении личности: семья или общественное воспитание (детский сад, школа, другие образовательные учреждения). Современная наука ед ...

Структура и содержание школьного курса ОБЖ
Федеральный компонент государственного стандарта общего образования по предмету ОБЖ является нормативно-правовой основой для осуществления непрерывного обучения школьников в области безопасности жизнедеятельности на базе общеобразовательного учреждения. Предмет ОБЖ является базовым, системообразующ ...

Исследование спроса на услугу проектируемого детского дошкольного учреждения
Условия современного рынка образовательных услуг (быстроизменяющаяся внешняя среда, конкурентная борьба, высокая степень предъявляемых требований и т.д.) диктуют необходимость повышенного внимания к данному вопросу и своевременного реагирования. Упрощенно процесс стратегического планирования можно ...