從切平面

從切平面

對空間曲線而言,空間曲線在某點的單位切向量和副法向量所張成的平面為空間曲線的從切平面。對研究空間曲線的性質有著重要意義。

一、從切平面定義

從切平面 從切平面

給出 類空間曲線(C)和(C)上一點P,設曲線的(C)的自然參數表示為 :

空間曲線的基本向量 空間曲線的基本向量
從切平面 從切平面

其中s是自然參數,定義:

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面
從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

分別為曲線上P點的單位切向量,主法向量和副法向量。P點上的三個向量構成右手系。

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

則 和 所確定的平面是曲線(C)上P點的從切平面。

二、從切平面方程

1、自然參數方程

如定義,從切平面方程為:

從切平面 從切平面

從切平面 從切平面

2、一般參數方程

從切平面 從切平面

給定 類空間曲線(C)

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

則曲線C在一點 處的從切平面為:

從切平面 從切平面

其中

從切平面 從切平面

三、計算實例

從切平面 從切平面

1、求曲線 在原點的從切平面:

解:

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

,

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

,

從切平面 從切平面
從切平面 從切平面

ξ(0)=2,Ψ(0)=2

所以,從切平面方程為

從切平面 從切平面

從切平面 從切平面

四、性質及意義

1、從切平面,法平面,密切平面所構成的圖形稱為曲線的基本三棱形。

空間曲線的基本三棱形 空間曲線的基本三棱形
從切平面 從切平面

2、曲線r(s)的密切球面與從切平面的交線圓的圓心軌跡方程

從切平面 從切平面

其中分別為曲線的曲率,擾率和副法向量。

3、兩條曲線的對應點的從切平面重合,則這兩條曲線為達布曲線。

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