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:

Экспериментальное исследование состояния предпосылок и навыков процесса чтения у учащихся 1 класса
Актуальность и значимость проблемы, нарушения навыков чтения, проанализированное в первой главе, позволили определить направление собственного констатирующего исследования. Выявление степени риска возникновения дислексических расстройств у детей. Выявление особенностей речевого развития. В качестве ...

Социально-педагогическая и психологическая деятельность в учреждениях государственного попечения
По данным статистики около 150 тысяч детей находятся в учреждениях государственного попечения, между тем потребность в такого рода социальной защите и помощи в России испытывают сегодня около 500 тысяч детей. В настоящее время в стране насчитывается свыше 400 домов ребенка, около 750 детских домов, ...

Диагностика уровня социальной адаптации детей младшего школьного возраста в школе-интернате
Диагностико-экспериментальная часть нашей работы была проведена в рамках волонтерской деятельности в школе-интернате № 3. Респондентами стали 2 класса – 4 и 5, дети в возрасте 10 и 11 лет. Для диагностики социальной адаптации детей-сирот в условиях школы-интерната применялись следующие методы иссле ...