background image

  Kolokwium I

rok 2010/2011

Zadanie 5:

a) 

Obliczyć krzywiznę i promień krzywizny krzywej L:  { x

2

+y

2

=1 , z=y } w punkcie P(1,0,0)

b) 

co znaczy, że punkt M0(OM=r(t

0

)) jest punktem wyprostowania krzywej? Czy krzywa z punktu a) ma 

punkty wyprostowania? 

Rozwiązanie: 

a) 1) wzory na krzywiznę i promień krzywizny krzywej:

 

χ(t)= 

r

'

(

t

)

×

    r

' '

(

t

)

r

'

(

t

)

3

 

 , 

R(t)= 1

χ

2) parametryzacja krzywej L:

x=cost ,   y=sint,    z=sint,     t=0

3) r(t) i pochodne potrzebne do dalszych obliczeń: 

r(t)= [ cost , sint , sint ] ,  r(t

0

=

0

) = [ 1 , 0 , 0]

r’(t) = [ -sint , cost , cost ]  , r’(t

0

=0) = [0 , 1 , 1]

r’’(t) = [ -cost , -sint , -sint ]  , r’’(t

0

=0) = [-1 , 0 , 0]

4) obliczenia dla  χ(t) i R(t) :

B(t

0

) = r’(t

0

) x r’’(t

0

) =    

(

i

j

k

0

1 1

1 0 0

)

 =[0 , -1 , 1]

|B(t

0

)| = 

2

,    

|r’(t

0

)|= 

2

Liczę krzywiznę krzywej: 

 χ(t)= 

2

2

3

 = 

1
2

Liczę promień krzywizny krzywej:  

 

R(t)=

1
1
2

 = 2

b)

1) definicja punktu wyprostowania krzywej:

χ(t)=0     

    r’(t) 

x

 r’’(t) = [0 , 0 , 0]

2) liczę punkt wyprostowania krzywej:

r(t)= [ cost , sint , sint ]

r’(t) x r’’(t) =    

(

i

j

k

s i n t

c o s t

c o s t

c o s t s i n t s i n t

)

 =[-sintcost + sintcost , -cos

2

t-sin

2

t , sin

2

t + cos

2

t] = [0 , -1 , 1] 

|B(t)| = 

2

,  

|r’(t)|=

s i n

2

t+2 c o s

2

t

 =

1+c o s

2

t

χ(t)= 

2

1+c o s

2

t

3

 

 > 0  bo  

1+c o s

2

 > 

0  - 

 Brak punktu wyprostowania krzywej.

Odpowiedź:    a) 

Krzywizna krzywej: 

 χ(t)= 

2

2

3

 = 

1
2

Promień krzywizny krzywej:  

 R(t)=

1
1
2

 = 2

b)

 

Brak punktu wyprostowania krzywej.

           

Autor: Katarzyna D.  grupa 2

22.11.2013

Punkty krzywej L: r=r(t) dla których χ(t)=0 nazywa-

my punktami wyprostowania krzywej L.