Влияние угла наклона координатных плоскостей на якобиан перехода от декартовых координат к сферическим

Автор темы mechanicmechanic 
ОбъявленияПоследний пост
ОбъявлениеПравила и принципы форума «Высшая математика»28.10.2009 15:17
ОбъявлениеОткрыта свободная публикация вакансий для математиков26.09.2019 16:34
ОбъявлениеКниги по математике и экономике в добрые руки!10.08.2023 09:45
04.11.2017 13:40
Влияние угла наклона координатных плоскостей на якобиан перехода от декартовых координат к сферическим
Уважаемые математики!
Работая с программой маткад 15, я задал радиус сферы и построил две замкнутые кривые (задал их параметрически) на сферической поверхности, то-есть маткад 15 мне их нарисовал . Затем с помощью двойного интеграла вычислил площади поверхностей внутри кривых и между ними, а так-же с помощью тройного интеграла вычислил объёмы сферы ограниченные кривыми на её поверхности как внутри кривых так и между них. Формулы кривых и конических поверхностей образованных кривыми как направляющими и образующими прямыми проходящими через центр сферы, заданы параметрически в декартовых координатах . Затем я изменил параметрические формулы кривых и конических поверхностей "наклонил" - повернул на сферической поверхности , вокруг оси Y - одну кривую и её коническую поверхность на угол +а, а другую кривую и её коническую поверхность на угол -а. Маткад 15 мне их нарисовал, и кривые и "их" конические поверхности, но задав изменённые параметры кривых в интегралы я получил другие цифры площадей и объёмов.
Вопрос: Как необходимо изменить якобиан в подинтегральной формуле чтобы получить тот-же результат площадей и объёмов, как и до "наклона " кривых на сферичекой поверхности?
04.11.2017 19:14
Якобиан следует
изменить так, чтобы он стал якобианом использованной замены координат.
05.11.2017 12:23
Спасибо за совет!
Спасибо за совет! Я знаю как ! Изменю формулы сферы отдельно для "наклона" каждой кривой так как углы наклона для каждой кривой разные.
Затем продифференцирую по каждой переменной. Затем вычислю изменённые коэффициенты Ламе и изменённый якобиан. Вставлю в под-интегральную формулу и посмотрю что
получится.
08.11.2017 16:32
Спасибо за совет!
Доброе время суток!
Как ни странно, я сделал всё как описал выше, составил матрицу с изменёнными формулами , с учётом поворота новой системы координат вокруг оси Y на угол а, определитель матрицы - он-же якобиан оказался равен якобиану как и без поворота вокруг оси Y. Что-то не так с Маткадом 15ым - рисовать-рисует и граничные кривые и описанные выше,
конические поверхности, а вычисляет тройной интеграл объёма ( и двойной интеграл сферической поверхности) с учётом "наклонённых" кривых на сферической поверхности - результат меньше, чем когда кривые не наклонены. Раз якобиан тот-же то что-то не так с Маткадом 15ым?????
08.11.2017 21:37
После детального анализа ситуации
я пришел к выводу, что возможно одно из трех:
1. Вы неверно применили формулы.
2. Вы ошиблись в вычислениях.
3. У вас маткад с изъяном.
09.11.2017 17:22
Детальный анализ ещё раз.
Доброе время суток!
Ну начнём, объём сферы находим с помощью тройного определённого интеграла, границы интегрирования первого интеграла- 0-2*Пи (Бетта); второго интеграла - 0-R (Роу); третьего интеграла
- о-Пи (Альфа). Под-интегральная формула - Роу в квадрате умноженное на синус альфа, дэ альфа, дэ роу, дэ бэтта. В интеграле где указаны формулы кривых на сфере до "наклона" системы координат во внутреннем интеграле указаны другие границы интегрирования - вместо 0-Пи указаны арккосинусы Z1/R и Z2/R, где зет 1 и зет 2 есть параметрические формулы параметров зет для каждой кривой соответственно, непосредственно зависящих от переменной - бетта.
Формула сферической поверхности - p*cosA*sinB; p*sinA*sinB;p*cosB. Продифференцируем по каждой из трёх переменных (p,A,B) и результаты запишем в матрицу в три столбца в первый столбец результаты дифференцирования по p,во второй столбец по A, в третий столбец по B.
Определителем матрицы является якобиан p^2*sinA.
Затем посмотрим на матрицу поворота (вращения) системы координат вокруг оси Y на угол Фи.
cosFi, 0, sinFi
0,1,0
-sinFi,0,cosFi
"Наклоним " оси координат согласно матрице поворота и запишем все формулы в матрицу в три столбца и найдём определитель - всё тот-же якобиан p^2*sinA.
Можете попробовать любые замкнутые кривые на поверхности сферы и найдите объём сферы ограниченной кривыми, а затем переместите кривые по поверхности сферы на какой-нибудь +/-угол вокруг оси Y навстречу друг-другу и попробуйте найти объём снова в Маткаде 15. Что получится???????? Визуально на чертеже видно, что объём остаётся тот-же, но результат отличается.
09.11.2017 22:31
Возможно, причина кроется в том,
что вы пытаетесь отыскать то, чего нет:
Цитата
mechanicmechanic
Доброе время суток!
Ну начнём, объём сферы находим с помощью тройного определённого интеграла,....
Можете попробовать любые замкнутые кривые на поверхности сферы и найдите объём сферы ограниченной кривыми, ...
Беда в том, что сфера - это поверхность, и у нее нет положительного объема, ее 3-мера равна 0.
10.11.2017 14:31
Возможно!
Доброе время суток!
Ну если это для Вас есть критично, то замените "объём сферы" на объём тела ограниченного сферической поверхностью и кривыми на сферической поверхности, которые есть направляющие конических поверхностей, а образующие линии этих конических поверхностей проходят через центр сферы и пересекают кривые на поверхности сферы....
11.11.2017 11:12
Беда еще и в том, что
ваши тексты невозможно анализировать. Вы путаете термины: объемы с площадями, поверхности с телами, формулы излагаете словами, ваш текст написан какими-то отрывками, как шифровки Штирлица.
Кому захочется все это расшифровывать?
Извините, только зарегистрированные пользователи могут публиковать сообщения в этом форуме.

Кликните здесь, чтобы войти