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:

Основные пути и средства формирования мировоззрения школьтников
Сознание, на каком бы уровне оно ни находилось, всегда имеет своим результатом определенную оценку, понимание и, следовательно, некое знание действительности. Это знание может относиться к сфере житейского, обыденного сознания, которое складывается под влиянием традиций, настроений, привычек, носящ ...

Упорядочивание внеурочного времени
Видовое разнообразие творческих объединений велико: это кружки, секции, клубы, студии, лаборатории, мастерские, научные общества учащихся, экспедиции. Многогранна и профильная направленность. Связано это прежде всего с тем, что в отличие от факультативов творческие объединения предназначены выполня ...

Методика определения готовности к школьному обучению М.Н. Костиковой
В основу методики определения готовности к школьному обучению М.Н. Костиковой положена идея, что наиболее прогностичным будет такое обследование ребенка, которое позволит получить информацию о процессе решения диагностических заданий и о тех видах помощи, которые необходимы для успешного их выполне ...