证:
一方面,主法线的方程为
另一方面,过圆柱螺线作平面π与轴垂直,π的方程为
的直线显然与轴垂直相交,而其方程为
上任意一点,π与轴的交点为
,过与
这正是主法线的方程,故主法线和轴垂直相交。 证毕 4.在曲线
组成的新曲线的密切平面。 解:令
,则曲线的方程可表示为:
设的副法线向量为,则有
的副法线的正向取单位长,求其端点
根据题意,新曲线的方程可表示为
}
将
代入上式,整理后,得
于是新曲线
的密切平面为:
即:
5. 证明球面曲线的法平面通过球的中心。 证:设曲线
为球心在原点,半径为的球面上的曲线,其中为自然
参数。曲线(C)上任意一点P(P点的向径为)处的基本向量为,,。则有
上式两边关于求导,得
设为法平面上的点的向径,则曲线(C)上任意一点P处的法平面的向量方程为
根据(2)式
6. 证明过原点平行于圆柱螺线锥面证:
。
的副法线的直线的轨迹是
满足方程(3),故法平面过原点。 证毕
设过原点
且与平行的直线上的点为
,则直线的方程为
化为参数方程,得
则有
这说明直线上的点
都在锥面
上。 证毕
7. 求下列曲线的曲率和挠率。
解: 对于曲线(1)
,
对于曲线(2)
8. 给定曲线
曲率和挠率;(3)验证伏雷内公式。 解: 对于给定曲线,有
,求(1)基本单位向量,,;(2)
其中,
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