1. то, что отображено, изображение.

2. см. ОТОБРАЗИТЬ
.

ОТОБРАЖ'ЕНИЕ, отображения, ср.

1. только ед. Действие по гл. отобразить
-отображать
и отобразиться
-отображаться
. Отображение действительности.

2. То, что отображено, отображенное явление.

3. Тоже, что отражение
в 5 ·знач. (филос.). Теория отражения или отображения.

множества А в множество В, соответствие, в силу которого каждому элементу х множества А соответствует определённый элемент у = f (x) множества В, называют образом элемента х (элемент х называют прообразом элемента у). Иногда под О. понимают установление такого соответствия. Примерами О. могут служить параллельное проектирование одной плоскости на другую, Стереографическая проекция сферы на плоскость. Географическая карта может рассматриваться как результат О. точек земной поверхности (или части её) на точки куска плоскости. Логически понятие "О." совпадает с понятиями Функция, Оператор, Преобразование. Как средство исследования О. даёт возможность заменять изучение соотношений между элементами множества А изучением соотношений между элементами множества В, что в ряде случаев может оказаться проще. Так, параллельным проектированием можно отобразить параллелограмм в квадрат, центральным проектированием - любую линию второго порядка в окружность и т.д. Многие свойства остаются неизменными (инвариантными) при О. Так, при параллельном проектировании сохраняется параллельность прямых, отношение отрезков длин параллельных прямых и т.д.

Если каждый элемент множества В является образом элемента множества А, то О. называется отображением А на множество В. Если каждый элемент из В имеет один и только один прообраз, то О. называется взаимно однозначным. О. называется непрерывным, если близкие элементы множества А переходят в близкие элементы множества В. Точнее это означает, что если элементы x₁, x₂,..., х_п,... сходятся к x, то элементы f (x₁), f (x₂),..., f (хn),... сходятся к f (x).

Каждой части Т множества А соответствует часть f (T) множества В, состоящая из образов точек этой части; она называется образом Т. Если все точки части Q множества В являются образами точек из А, то совокупность всех точек х из А таких, что f (x) лежит в Q, называются полным прообразом Q и обозначается f ^-1(Q). При взаимно однозначном О. полный прообраз каждого элемента множества В состоит из одного элемента множества А.

Взаимно однозначное О. имеет обратное О., сопоставляющее элементу у из В его прообраз f ^-1(y). Взаимно однозначное О. называется топологическим, или гомеоморфным, если как оно, так и обратное ему О. непрерывны. При гомеоморфных О. сохраняются лишь наиболее общие свойства фигур, как, например, связность,, ориентируемость, размерность и др. Так, квадрат и круг гомеоморфны, но квадрат и куб не гомеоморфны. Свойства фигур, не изменяющиеся при гомеоморфных О., изучаются в топологии. Если в множествах А и В имеются некоторые соотношения и если эти соотношения сохраняются при О., то О. называется изоморфным относительно этих соотношений (см. Изоморфизм).

В математическом анализе большую роль играют О. одного множества функций на другое. Например, дифференцирование может рассматриваться как О., при котором функции f (x) соответствует функция f'^I (x). Среди таких О. наиболее простыми являются О., при которых сумма функций переходит в сумму, а при умножении функции на число образ её умножается на то же число. Такие О. называются линейными, их изучают в функциональном анализе (См. Функциональный анализ). См. также Линейное преобразование, Операторов теория.

В ряде случаев в множествах А и В можно ввести координаты, т. е. задавать каждую точку этих множеств системой чисел (x₁,..., х_п) и (y₁,..., у_п). Тогда О. задаётся системой функций у_к = f_k (x₁,..., x_n). 1 ≤ k ≤ m. В большинстве встречающихся на практике случаев функции f₁, f₂,..., f_m дифференцируемые: тогда О. называется дифференцируемым. Если О. дифференцируемо, m= n и Якобиан О. отличен от нуля, то О. взаимно однозначно.

Дифференцируемые О. поверхностей на поверхности изучаются в дифференциальной геометрии. Имеются свойства, общие всем дифференциально-геометрическим О. Например, на поверхности S всегда можно указать такую ортогональную сеть (см. Сети линий), которой на поверхности S ' соответствует также ортогональная сеть. Эта теорема имеет важное значение в картографии.

Наиболее важны следующие классы О. поверхностей. Изометрическое отображение, которое характеризуется тем, что всякая дуга, лежащая на S, имеет ту же длину, что и образ этой дуги на S '. При таких О. сохраняются площади фигур, а также углы между двумя направлениями, выходящими из одной точки (подробнее см. Дифференциальная геометрия, Изгибание). Конформное отображение, при котором сохраняются углы между всякими двумя направлениями, выходящими из одной точки (см. Конформное отображение). Примером может служить стереографическая проекция. Сферическое отображение поверхности S на сферу Σ состоит в том, что каждой точке М поверхности S ставится в соответствие такая точка М ' сферы Σ, чтобы нормали к S и Σ, проведённые соответственно в точках М и М ' были параллельны. Более общим является О. двух произвольных поверхностей по параллельности нормалей. Геодезическое отображение поверхностей, при котором любой геодезической линии на поверхности S соответствует на S ' линия также геодезическая. Геодезическая О. поверхности постоянной отрицательной кривизны на часть плоскости имеет большое значение для истолкования геометрии Лобачевского. Эквиареальное отображение поверхности на поверхность, при котором площади соответствующих друг другу фигур равны.

С точки зрения картографии, каждое из трёх О. кривой поверхности на плоскость - конформное, геодезическое и эквиареальное - имеет свои преимущества; удовлетворить сразу не только всем этим требованиям, но даже и каким-либо двум из них оказывается невозможным.

Лит.: Рашевский П. К., Риманова геометрия и тензорный анализ, 3 изд., М., 1967; Бляшке В., Дифференциальная геометрия и геометрические основы теории относительности Эйнштейна, пер. с нем., ч. 1, М. - Л., 1935; Гильберт Д. и Конфоссен С., Наглядная геометрия, пер. с нем., 2 изд., М. - Л., 1951.

конформное преобразование (математическое), отображение одной фигуры (области) на другую, при котором две любые кривые, пересекающиеся под некоторым углом во внутренней точке первой фигуры, преобразуются в кривые второй фигуры, пересекающиеся под тем же углом. Простейший пример К. о. представляет подобие. Другой пример - К. о. прямого угла на полуплоскость. Его можно получить, если каждый луч, выходящий из точки О под углом α к Ox, преобразовать в луч, выходящий из O' под углом 2α к O'x', и притом так, что каждая точка М, для которой OM = r, преобразуется в точку M', для которой O'M' = r². Т. к. М изображает комплексное число z = r (cosα + i sinα), а M' - число z' = r (cos2α + isin2α) = z², то можно сказать, что рассматриваемое К. о. осуществляется посредством функции комплексного переменного z' = z². Нетрудно убедиться в том, что полупрямые, параллельные сторонам угла, преобразуются при этом в полупараболы с общим фокусом в O'.

Нужно заметить, что углы с вершиной в точке О изменяются, увеличиваясь вдвое; это не противоречит определению К. о., т. к. О не является внутренней точкой области. В общем случае К. о. любой криволинейный многоугольник Р, лежащий внутри отображаемой области, преобразуется в криволинейный многоугольник P' с соответственно равными углами, но длины сторон изменяются непропорционально. Если многоугольник Р уменьшается, стягиваясь в некоторую точку A, то и P' уменьшается, стягиваясь в соответствующую точку A', при этом отношения длин сторон стремятся к одному и тому же числу:

,

которое зависит только от положения точки А (но не от рассматриваемых многоугольников); оно называется растяжением в данной точке. Указанный факт позволяет приближённо рассматривать любое К. о. "в малом" (т. е. в достаточно малой окрестности каждой точки A) как преобразование подобия, соединённое, вообще говоря, ещё с поворотом (например, четырёхугольники Р и P').

К. о. применяется с давних пор в картографии, когда требуется часть поверхности земного шара изобразить на плоскости (на карте) с сохранением величин всех углов; примерами таких К. о. являются Стереографическая проекция и Меркатора проекция. Более общая задача К. о. произвольной поверхности (или её части) на другую поверхность (или её часть) изучается в дифференциальной геометрии. Особое место занимают К. о. одних областей плоскости на другие; их теория имеет существенные приложения в гидро- и аэромеханике, электростатике и теории упругости. Решение многих важных задач получается без труда, когда область, для которой ставится задача, имеет достаточно простой вид (например, круг или полуплоскость). Если задача ставится для другой, более сложной области, то оказывается достаточным отобразить конформно простейшую область на данную, чтобы получить решение новой задачи из известного решения. Так, например, задача об определении потока несжимаемой однородной жидкости или газа, обтекающего цилиндр с круговым сечением, решается сравнительно легко. Линии тока (т. е. линии, вдоль которых направлены скорости частиц жидкости), для этого случая, здесь представлено течение при наличии циркуляции (См. Циркуляция). Если отобразить конформно внешность кругового сечения цилиндра на внешность поперечного сечения крыла самолёта (профиля крыла), то линии тока для случая круглого цилиндра перейдут, как можно показать, в линии тока при обтекании крыла. Знание отображающей функции z' = f (z) позволяет подсчитать скорость потока в любой точке, вычислить подъёмную силу крыла самолёта и т. д. Именно таким путём шёл Н. Е. Жуковский, создавая теорию крыла самолёта.

Не всякие области плоскости допускают К. о. друг на друга. Так, например, круговое кольцо, ограниченное концентрическими окружностями радиусов R₁ и R₂, где R₁2, нельзя отобразить конформно на другое кольцо, ограниченное окружностями радиусов r₁ и r₂, где r₁2, если R₂/R₁≠r₂/r₁. Тем более замечательно, что любые две области, каждая из которых ограничена лишь одной кривой (односвязные области), могут быть конформно отображены друг на друга (теорема Римана). Например, любой многоугольник допускает К. о. на любой другой многоугольник, а также на полуплоскость или на круг. Здесь углы на границе, вообще говоря, изменяются, но определение К. о. и не требует их сохранения. Что касается областей, ограниченных несколькими кривыми, то такую область всегда можно отобразить конформно на область, ограниченную таким же числом параллельных между собой прямолинейных отрезков (теорема Гильберта) или окружностей (теорема Кёбе). Но размеры и взаимное расположение этих отрезков или окружностей нельзя задать произвольно.

К. о. одной области плоскости на другую либо сохраняет направления отсчёта углов между кривыми - К. о. первого рода; либо изменяет их на противоположные - К. о, второго рода. Если к любому К. о. первого рода присоединить ещё зеркальное отражение относительно какой-либо прямой., то получится К. о. второго рода.

Если ввести комплексные переменные z и z' в плоскостях оригинала и образа, то z', рассматриваемое при К. о. как функция от z, является или аналитической функцией (См. Аналитические функции) (К. о. первого рода), или функцией, сопряжённой с аналитической (К. о. второго рода). Обратно: любая функция z' = f (z), аналитическая в данной области и принимающая в разных точках области разные значения [f (z₁)≠f (z₂), если z₁≠z₂] (такая функция называется однолистной), отображает конформно данную область на некоторую область плоскости z'. Поэтому изучение К. о. областей плоскости сводится к изучению свойств однолистных функций.

Всякое К. о. трёхмерных областей переводит сферы и плоскости в сферы и плоскости и сводится или к преобразованию подобия, или к последовательно выполненным одному преобразованию инверсии (См. Инверсия) и одному преобразованию подобия (теорема Лиувилля). Вследствие этого К. о. трёхмерных (и вообще многомерных) областей не имеют такого большого значения и таких разнообразных приложений, как К. о. двумерных областей.

Начало теории К. о. было заложено Л. Эйлером (1777), установившим значение функций комплексного переменного в задаче К. о. частей сферы на плоскость (построение географических карт). Изучение общей задачи К, о. одной поверхности на другую привело в 1822 К. Гаусса к развитию общей теории поверхностей. Б. Риман (1851) установил условия, при которых возможно К. о. одной области (плоскости) на другую; однако намеченное им решение удалось обосновать лишь в начале 20 в. (в трудах А. Пуанкаре и К. Каратеодори). Исследования Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, открывших широкое поле приложений К. о. в аэро- и гидромеханике, послужили мощным стимулом для развития теории К. о. как большого раздела теории аналитических функций. В этой области существенное значение имеют теоретические труды отечественных учёных.

Лит.: Лаврентьев М. А., Шабат Б. В., Методы теории функций комплексного переменного, 3 изд., М., 1965; Голузин Г. М., Геометрическая теория функций комплексного переменного, 2 изд., М., 1966; Смирнов В. И., Курс высшей математики, 8 изд., т. 3, ч. 2, М., 1969; Маркушевич А. И., Теория аналитических функций, 2 изд., т. 2, М., 1968: Коппенфельс В., Штальман Ф., Практика конформных отображений, пер. с нем., М., 1963.

А. И. Маркушевич.

Рис. 1 к ст. Конформное отображение.

Рис. 2 к ст. Конформное отображение.

Рис. 3 к ст. Конформное отображение.

Рис. 4 к ст. Конформное отображение.

Рис. 5 к ст. Конформное отображение.

Рис. 6 к ст. Конформное отображение.

Рис. 7 к ст. Конформное отображение.