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微分幾何——測地曲率相關(guān)研究測地曲率計算公式的總結(jié),并給出實例。設(shè)曲面的方程是,是上的曲線,其方程是,是曲線的弧長參數(shù),建立標(biāo)架場,滿足可設(shè)其中表示的是曲面上曲線的法曲率,都是待定的系數(shù),表示測地曲率,由定義可知測地曲率的計算方法公式1由此我們可得到其中表示曲線的曲率,表示曲線的從法向量與曲面的法向量的夾角。其中表示曲面的曲率,表示曲線的從法向量與曲面的法向量之間的夾角。公式2其中表示曲線的主法向量與曲面的法向量的夾角結(jié)合,可將計算公式展開得到公式3其中,對于正交參數(shù)系來說,曲線的測地曲率是公式4特別地,u曲線的測地曲率,v曲線的測地曲率是。這樣原公式就可以改寫為。[例]計算曲線在單位球面上的切向法曲率和測地曲率,其中。解:由是曲線的弧長參數(shù),故在單位球面上,做內(nèi)積即可算出又由于,可得[例]證明:在球面上,曲線的測地曲率可以表示成,其中是球面上曲線的參數(shù)方程,是其弧長參數(shù)。是曲線與球面上u曲線之間的夾角。證明:由球面的表達(dá)式可以求出因此又得到測整理測地曲率和測地線的知識點(diǎn),畫出思維導(dǎo)圖并做說明。曲率:根據(jù)Frenet的活動框架理論,空間曲線的曲率向量為r(s).曲率矢量的長度為曲率的大小,方向與曲線主法向量平行曲面上曲線的曲率:法曲率:曲線曲率在曲面法線方向上的投影。表示曲線的從法向量與曲面的法向量的夾角:kn=r測地曲率:曲線曲率在曲面切平面方向上的投影。kg2由活動標(biāo)價法,可以推導(dǎo)弧長參數(shù)下測地曲率:r====(dk特別地,當(dāng)曲線的參數(shù)網(wǎng)為正交參數(shù)網(wǎng)時,引入活動框架法:現(xiàn)有曲線參數(shù)下ru,rv正交,令edr于是有:=計算r在切平面上投影可以得到:所以:測地線測地曲率的線稱為測地線:測地線唯一存在定理:在給定初始條件的情況下,由d唯一存在一條測地線。正交參數(shù)下,劉維爾公式確定的測地線:若給出初始條件,存在唯一解。測

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