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曲率的概念及计算公式

作者:天津金百联机电              发表时间:2012-03-01

平均曲率,这个定义描述了[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image352.gif[/img]AB曲线上的平均弯曲程度。其中表示曲线段[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image353.gif[/img]AB上切线变化的角度,为[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image354.gif[/img]AB弧长。A点,为精确刻画此点处曲线的弯曲程度,可令,即定义[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image359.gif[/img],为了方便使用,一般令曲率为正数,即:[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image360.gif[/img]。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image361.gif[/img] 1、时,[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image371.gif[/img][img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image372.gif[/img] 2、时,[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image373.gif[/img][img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image374.gif[/img] 3再推导,因为[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image362.gif[/img],所以[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image378.gif[/img],两边对[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image379.gif[/img]下面将与[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image362.gif[/img],即为曲率的计算公式。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image382.gif[/img]3.5.3 曲率半径:一般称为曲线在某一点的曲率半径。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image383.gif[/img]几何意义(应用举例:求上任一点的曲率及曲率半径([img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image384.gif[/img]解:由于:[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image385.gif[/img]所以:,[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image386.gif[/img][img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image387.gif[/img]宁波金百联轴承有限公司 NINGBO okb BEARING COMPANY总机电话/TEL:022-58059063 87222422 58059053 58059268 13102005112 87220519 销售电话/SALES TEL:022-58059063 87222422(直拨)58059268 58059053 13102005112 87220519(转分机)采购部电话/TEL:022-87221977传真/FAX:022-23707785地址/ADD:天津市南开区华苑国际创业中心海泰信息广场B座212室E-mail:web@okbbearing.com 网址/WEBSITE:www.okbbearing.com www.okb.com.cn金百联特种非标轴承网: www.skf365.com 商标 BRANDS:金百联 okb , 金百联 F&F[/url]、时,[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image375.gif[/img](令[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image376.gif[/img])[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image377.gif[/img]x求导,得,推出[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image380.gif[/img]。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image381.gif[/img]ds代入公式中:[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image361.gif[/img]T5-29)如图为在该点做曲线的法线(在凹的一侧),在法线上取圆心,以ρ为半径做圆,则此圆称为该点处的曲率圆。曲率圆与该点有相同的曲率,切线及一阶、两阶稻树。T5-30) 例:对于圆,。所以:圆周的曲率为[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image355.gif[/img],是常数。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image356.gif[/img]而直线上,所以[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image357.gif[/img],即直线“不弯曲”。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image358.gif[/img]对于一个点,如3.5.2 计算公式的推导:由于,所以要推导[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image361.gif[/img]与[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image362.gif[/img]ds的表示法,ds称为曲线弧长的微分(T5-28,P218)因为,所以[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image363.gif[/img]。[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image364.gif[/img]令,同时用[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image365.gif[/img]代替[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image366.gif[/img]得[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image367.gif[/img][img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image368.gif[/img]所以或[img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image369.gif[/img][img]http://web.tongji.edu.cn/~math/bluebird/zsd/n3/z5/Image370.gif[/img]具体表示;
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