Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Matan_-_shpora_-_new.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
20.04.2019
Размер:
5.13 Mб
Скачать

3.Две леммы о векторной функции скалярного аргумента.

4.Сопровождающий трехгранник кривой.

уравнение прямой по направлению вектора r’ (t): где X, Y, Z координаты точек прямой.

Вектор называется единичным вектором касательной. Плоскость, проходящая через точку M кривой, перпендикулярно касательной в этой точке, называется нормальной плоскостью в точке M.

Уравнение нормальной плоскости имеет вид: или .Определение 1.18 Соприкасающейся плоскостью кривой L в точке M0 называется предел, к которому стремится при M → M0переменная плоскость πм , проходящая через касательнуюM0 T к кривой Lc в точке M0 и переменную точку M кривой L.

Плоскость π называется пределом при M → M0переменной плоскости πM, проходящей через касательную M0T к кривой L в точке M0 и переменную точку M если угол между плоскостями π и πм стремится к нулю.

уравнение соприкасающейся плоскости или .

Любая прямая, проходящая через точку M кривой L перпендикулярно касательной к кривой в этой точке называется нормалью кривой L в точке M.

Нормаль, расположенная в соприкасающейся плоскости кривой L в точке M называется главной нормалью, а нормаль, перпендикулярная соприкасающейся плоскости – бинормалью.

Плоскость, проходящая через касательную и бинормаль называется спрямляющей плоскостью.

Ур-е нормали кривой L в точке соотв. зн. параметра t0

ур-е спрямляющей плоскости

Совокупность построенных прямоугольных координатных осей и координатных плоскостей называется сопровождающим трехгранником кривой (трехгранником Френе).

Рассмотрим натуральную параметризацию кривой r(l). Будем обозначать производную век торной функции по натуральному параметру точкой сверху: в случае натуральной параметризации кривой, единичный вектор касательной выглядит следующим образом:

Прежде мы негласно выбрали следующие направления: вектор касательной направлен в сторону вектора , вектор главной нормали направим в сторону вектора , а вектор бинормали направим так, чтобы векторы τ,n, β образовывали правую тройку. Тогда имеют место соотношения

5.Соприкасающаяся окружность. Кривизна и кручение кривой.

6. Формулы Френе.

Найдём производные от векторов , , :

, . Очевидно, что =0, то есть .

Следовательно, имеем: ( далее это ) , где - кручение линии ( по теореме 2 §1.). .

Мы получили формулы Френе: , Можно обозначить матрицу , в которой построчно записаны координаты векторов , , в базисе . Очевидно, что ,

7. Вычисление кривизны и кручения

1. Натуральная параметризация.

если задана линия , то , , . Найдём кривизну линии . Так как и , то: .

Найдём : .

Найдём смешанное произведение векторов , , :

Так как , и , то

.

Следовательно, мы получили выражение для кручения линии : .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]