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:

Методика создания воспитательной системы
Создание воспитательной системы начинается с изучения ситуации в школе: интересов, потребностей учащихся и педагогов, творческих возможностей всех субъектов деятельности, уровня развитости педагогического и ученического коллективов, характера их взаимодействия и т.д. Для этого можно использовать вс ...

Проблемы модернизации профессионального образования и пути их решения
На сегодняшний день проявились такие глобальные проблемы человечества, как экологические, гуманитарные, информационные и другие угрозы. Глобализация задела все структуры человеческого бытия, все институты культуры, а также саму систему образования. Суть образования оказалась практически сведена к о ...

Стратегические цели и задачи развития системы образования Тверской области
Миссия образования – создание условий для проявления потенциала личности через развитие образовательной среды, обеспечивающей подготовку человека к успешной общественной и профессиональной деятельности ради: сохранения и укрепления здоровья каждого человека, сохранения и развития духовных и культур ...