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:

Диагностика и критерии проявлений гиперподвижности у детей
Диагностика двигательного развития дает возможность получить характеристики уровня двигательной активности, состояние развития движений ребенка, позволяет определить для него «ближайшую зону» формирования жизненно важных двигательных умений и физических качеств. Знания особенностей двигательного ра ...

Знания и умения, которые должны знать учащиеся начальных классов по предмету литературное чтение
Термин «читательские умения» используется методистами в двух смыслах. Во-первых, в широком смысле, когда под читательскими умениями подразумеваются все умения, связанные с литературно-учебной деятельностью школьника, как на уроках литературы, так и на других уроках: восприятие, анализ и оценка любо ...

Проблемы взаимодействия семьи и детского сада в истории педагогической теории и практики
Проблема эффективного взаимодействия с родителями стала особенно актуальной во второй половине XIX века, когда первая общественно-педагогическая организация, Санкт-Петербургское Педагогическое Собрание, начало курировать деятельность Временной комиссии детских садов. После этого общественное и семе ...