* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
2 4
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ
ГЕОМЕТРИЯ
Главная нормаль и кривизна кривой. Производная о т орта касательной по дуге
^ ds называется = У
= 7
соприкасающейся точке. Орт б и н о р м а л и :
плоскости
в
этой
X + jy"
+ IJS*
кг
9
Р = тОХ>.
(16)
вектором
главной
нормали
(или вектором кривизны) и о п р е д е л я е т п р я м у ю главную нормаль кривой, про х о д я щ у ю через д а н н у ю точку М . Г л а в ная нормаль л е ж и т в нормальной пло скости (т/ J _ X ) . Орт главной нормали обозначается v:
Сопровождающий трехгранник. Три взаимно перпендикулярные прямые — касательная, главная нормаль и бинор маль в точке M на кривой — назы ваются главными направлениями в этой точке. Три P орта этих направлений тройку т, v, образуют правою векторов
ds
(как три координатных орта /, у , k) и связаны равенством ( 1 6 ) . Направляющие косинусы главных направлении суть координаты ортов называется
точке М.
где с к а л я р
визной
К =
в
кри
кривой
Кривизна
в
точке
/И
i
К =
Ilm J L
Aj-O
Т р и плоскости, соответственно, пер п е н д и к у л я р н ы е к х, V р — нормаль ная,спрямляющая и соприкасающаяся,— о б р а з у ю т в каждой точке кривой (не о с о б о й ) трехгранник ( т р и э д р ) , называ
1
AS
емый сопровождающим, подвижным, естествен ным
основным, трехгран
где < — у г о л смежности двух касатель р ных к кривой в точках M и M i ( у г о л между касательными); As — длина дуги кривой MMi. Кривизна х а р а к т е р и з у е т отклонение кривой от прямой.
Радиус кривизны: I
р = я
ником Френе. О его движении см. стр. 292. Кручение пространственной кривой. Вектором кручения, имеющим напра вление главной нормали (в ту или д р у г у ю из е е ' с т о р о н ) , называется вектор
К"
Орт
главной
нормали:
Скаляр T я в л я ю щ и й с я относитель ным числом, называется кручением кри вой в точке M и по абсолютной вели чине есть
t
ds
; = р ? = р (Гдг" + /у" - f
Спрямляющая плоскость кривой в
Hm
J
L
4_
ds
1П.
точке A l — п л о с к о с т ь , перпендикулярная к главной н о р м а л и . Соприкасающаяся плоскость. Сопри
касающейся плоскостью в точке M на
кривой называется предельное поло жение плоскости, проходящей через три точки на кривой M M Mo когда M - M , M -+ М. Соприкасающаяся плоскость — пре дельная д л я плоскости, проходящей через к а с а т е л ь н у ю в точке M и сосед нюю точку M i при M i -»• М . Сопри касающаяся плоскость проходит через к а с а т е л ь н у ю и г л а в н у ю нормаль. Бинормалью кривой в точке M назы вается прямая, перпендикулярная к
t b t 1
где ф — у г о л смежности двух бинормалей (или двух соприкасающихся плоско стей) в точках M и М\ кривой; As = MM . Для плоской кривой T = 0;
1
2
р сохраняет постоянное направление; соприкасающаяся плоскость — пло скость самой кривой. Если T ф 0, то чем б о л ь ш е абсолют ная величина кручения, тем быстрее отклоняется кривая от соприкаса ющейся плоскости Радиусом кручения называется велн1 чина - ^ .
r