25第三章---曲率解析.ppt

《25第三章---曲率解析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《25第三章---曲率解析.ppt（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、曲曲 率率 前面讲了单调性、极值、最值、凹凸性。前面讲了单调性、极值、最值、凹凸性。我们知道凹凸性反映的是曲线的弯曲方向，但我们知道凹凸性反映的是曲线的弯曲方向，但是朝同一方向弯曲的两条曲线，其弯曲的程度是朝同一方向弯曲的两条曲线，其弯曲的程度也不尽相同。曲率就是表征弯曲程度的量，它也不尽相同。曲率就是表征弯曲程度的量，它等于单位路程上方向（角度等于单位路程上方向（角度切线的倾斜角）切线的倾斜角）的改变量的改变量一、弧微分一、弧微分规定：规定：单调增函数单调增函数如图，如图，弧微分公式弧微分公式二、曲率及其计算公式二、曲率及其计算公式曲率是描述曲线局部性质（弯曲程度）的量。曲率是描述曲线局部性

2、质（弯曲程度）的量。)弧段弯曲程度弧段弯曲程度越大转角越大越大转角越大转角相同弧段越转角相同弧段越短弯曲程度越大短弯曲程度越大1.曲率的定义曲率的定义)yxo（设曲线设曲线C是光滑的，是光滑的，（定义定义曲线曲线C在点在点M处的曲率处的曲率2.曲率的计算公式曲率的计算公式注意注意:(1)直线的曲率处处为零直线的曲率处处为零;(2)圆上各点处的曲率等于半径的倒数圆上各点处的曲率等于半径的倒数,且且半径越小曲率越大半径越小曲率越大.例例1 1解解显然显然,例例2 2证证如图如图（在缓冲段上在缓冲段上,实际要求实际要求三、曲率圆与曲率半径三、曲率圆与曲率半径定义定义1.曲线上一点处的曲率半径与曲线在

3、该点处的曲线上一点处的曲率半径与曲线在该点处的曲率互为倒数曲率互为倒数.注意注意:2.曲线上一点处的曲率半径越大曲线上一点处的曲率半径越大,曲线在该点曲线在该点处的曲率越小处的曲率越小(曲线越平坦曲线越平坦);曲率半径越小曲率半径越小,曲曲率越大率越大(曲线越弯曲曲线越弯曲).3.曲线上一点处的曲率圆弧可近似代替该点附曲线上一点处的曲率圆弧可近似代替该点附近曲线弧近曲线弧(称为曲线在该点附近的二次近似称为曲线在该点附近的二次近似).曲率圆曲率圆y=y(x)与曲线与曲线y=f(x)的关系的关系过过同一点同一点有有公切线公切线圆弧与曲线在该点处曲率相等，且弯曲方向相同圆弧与曲线在该点处曲率相等，且

4、弯曲方向相同设设圆的方程为圆的方程为连续求导两次，将上述条件代入得连续求导两次，将上述条件代入得解得解得例例3 3解解如图如图,受力分析受力分析视飞行员在点视飞行员在点o作匀速圆周运动作匀速圆周运动,O点处抛物线轨道的曲率半径点处抛物线轨道的曲率半径得曲率为得曲率为曲率半径为曲率半径为即即:飞行员对座椅的压力为飞行员对座椅的压力为641.5千克力千克力.四、小结四、小结运用微分学的理论运用微分学的理论,研究曲线和曲面的性研究曲线和曲面的性质的数学分支质的数学分支微分几何学微分几何学.基本概念基本概念:弧微分弧微分,曲率曲率,曲率圆曲率圆.曲线弯曲程度的描述曲线弯曲程度的描述曲率曲率;曲线弧的近似代替曲率圆曲线弧的近似代替曲率圆(弧弧).思考题思考题 椭圆椭圆 上哪上哪些点处曲率最大？些点处曲率最大？思考题解答思考题解答要使要使 最大，最大，必有必有 最小，最小，此时此时 最大，最大，