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曲率向量

发布时间:2023-09-04 21:20:28

若某向量模数等于研究点处给定曲线的曲率,而该向量的方向与该点处曲线的主法线方向相同,则称该向量为曲率向量。

曲率向量详细介绍

若某向量模数等于研究点处给定曲线的曲率,而该向量的方向与该点处曲线的主法线方向相同,则称该向量为曲率向量。

曲率向量

曲率向量基本介绍

曲率(curvature)是表示曲线弯曲程度的一个运动不变量。设曲线

的单位切向量为

,称

为曲线

在s处的曲率,其中

是切向量

之间的夹角。曲率度量了曲线上相邻两点的切向量的夹角关于弧长的变化率,它刻画了曲线弯曲程度。如曲率k恒为0的曲线是直线,称

为该曲线的曲率向量,当

时,曲率k的倒数

称为曲线

在s处的曲率半径。当曲线用一般参数

表示,即

时,曲率的计算公式为

曲率向量

曲率指表明曲线在某一点的弯曲程度的数值。对于平面或空间曲线上的一点P,取它的两个邻近点Q和R,过这三点作一个圆。当Q、R沿曲线接近P时,如果这个圆有一个极限位置,则称这个极限圆为曲线在点P的“曲率圆”,它的半径称为“曲率半径”,曲率半径的倒数称为“曲率”。曲率愈大,表示曲线的弯曲程度愈大。反之,曲率愈小,表示曲线的弯曲程度愈小。在近似于直线的曲线上,每一点的曲率就愈小,由此推知直线上各点的曲率是无限小,所以直线就被看作是曲率无限小的曲线。这样,直线和曲线虽然在初等数学里是两个不同的数学概念,但在这里却表现为可以互相转化,直线和曲线的对立就在曲率无穷小的条件下统一起来了。

曲率向量法曲率向量与测地曲率向量

设M为

中的

超曲面,

为其参数表示,

为M上的一条

曲线,s为弧长参数,

的曲率向量定义为

称为曲线

在s处的法曲率向量,

曲率向量

称为法曲率,

称为测地曲率向量。

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