Линии и поверхности в евклидовом пространстве. Подаева Н.Г - 27 стр.

UptoLike

27
.
22
const
ba
a
k =
+
=
Но
tajtaiPO sincos
r
r
r
+= ; следовательно, va
P
O
r
r
=
.
Следовательно, главной нормалью
(
)
vM
r
; винтовой линии в точке M слу-
жит перпендикуляр к оси
O
z
:
v
r
↑↓
P
O
r
.
()
.cossin
;sincos
;cossin
tajtair
tajtair
bktajtair
rr
r
rr
r
r
r
r
r
=
+=
++=
Подставим в формулу
[]
2
,
),,(
rr
rrr
=
rr
r
r
r
χ
:
.
0
sincos
cossin
00
cossincos
sincossin
22422
2
2
ba
b
aba
ba
kb
jtata
itata
b
tatata
tatata
+
=
+
=
=
r
r
r
χ
.
22
const
ba
b
=
+
=
χ
Таким образом, кривизна
k
и кручение
обыкновенной винтовой
линии постоянны. Знак кручения совпадает со знаком числа
b.
                                             a
                                    k=            = const.
            r r            r             a 2 + b2             r r
       Но OP = i a cos t + j a sin t ; следовательно, OP = − av .
                                              r
Следовательно, главной нормалью (M ; v ) винтовой линии в точке M слу-
жит перпендикуляр к оси Oz :                        r
                                        r
                                        v ↑↓ OP .           r
                          r       r               r
                          r ′ = −i a sin t + j a cos t + k b;
                                   r                 r
                          r ′′ = −(i a cos t + j a sin t );
                          r
                          r      r               r
                            ′′′
                          r = i a sin t − j a cos t.
                                      r r r
                                     (r ′, r ′′, r ′′′)
       Подставим в формулу χ = r r 2 :
                                       [r ′, r ′′]
            − a sin t   − a cos t    a sin t
             a cos t    − a sin t   − a cos t
                b           0           0       ba 2      b
       χ=                              r2 = 2 2       =        .
               − a sin t   − a cos t i        a b + a4 a2 + b2
                                       r
                a cos t    − a sin t j
                                       r
                   b           0       k

                                            b
                                χ=               = const.
                                         a2 + b2

       Таким образом, кривизна k и кручение χ обыкновенной винтовой
линии постоянны. Знак кручения совпадает со знаком числа b .




                                          27