background image

 

  Kolokwium I 

 

 

 

 

 

 

 

 

rok 2009/2010 

 

 

Zadanie 5: 

Obliczyć krzywiznę i skręcenie krzywej

 

}

3

,

2

{

:

3

2

x

z

x

y

L

w punkcie P(0,0,0). 

Co znaczy, że punkt 

))

(

)

(

0

0

t

r

M

O

M

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

punkty spłaszczenia? 
 

Rozwiązanie:  
 
a) 
 

(1)  Wzory na 

krzywiznę i skręcenie krzywej: 

 

 

 

 

 

3

'

'

'

'

t

r

t

r

t

r

t

   - krzywizna krzywej L 

 

 

 

 

 

 

 

2

''

'

''

'

''

'

t

r

t

r

t

r

t

r

t

r

t

   - 

skręcenie krzywej L 

 

(2)  Parametryzacja krzywej L 
 

 

3

,

2

,

3

3

3

2

2

2

3

2

3

3

3

2

2

2

t

t

t

t

r

t

z

x

z

x

z

t

y

x

y

x

y

t

x

    gdzie 

 

1

;

0

t

 

 

(3)  Pochodne 

 

t

r

 

potrzebne do dalszych obliczeń: 

 

 

 

 

2

,

0

,

0

''

'

2

,

1

,

0

''

,

,

1

'

2

t

r

t

t

r

t

t

t

r

 

 

(4)  Obliczenia dla 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

2

3

2

2

2

2

3

2

4

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

'

1

4

1

2

''

'

1

,

2

,

0

1

,

2

0

,

2

2

1

0

1

''

'

t

t

t

t

t

r

t

t

t

t

t

r

t

r

t

t

t

t

t

t

t

t

k

j

i

t

r

t

r

 

 

(5)  Obliczenie 

 

0

t

 i 

 

0

t

 w punkcie 

0

,

0

,

0

P

 (zatem 

t

0

=0

): 

pochodna I rzędu z 

 

t

r

 

pochodna II rzędu z 

 

t

r

 

pochodna III rzędu z 

 

t

r

 

background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

2

1

4

2

1

4

2

,

0

,

0

1

,

2

,

''

'

''

'

''

'

1

1

1

1

1

4

'

''

'

0

2

4

2

2

4

2

2

3

0

3

4

2

2

4

3

t

t

t

t

t

t

t

t

r

t

r

t

r

t

r

t

r

t

t

t

t

t

t

t

r

t

r

t

r

t

 

b) 
 

(1) 

Definicja punktu spłaszczenia: 

 

Punkt 

))

(

)

(

0

0

t

r

M

O

M

jest punktem spłaszczenia krzywej 

 

t

r

r

L

:

, jeżeli 

 

0

t

 

(2)  Odp. 

Krzywa L z punktu a) nie posiada punktów spłaszczenia, ponieważ: 

 

 

1

4

2

2

4

t

t

t

 >

0

 , 

gdyż 

1

4

2

4

t

t

                  - 

zawsze będzie  >

0

  ,  

 
zatem w tym przypadku 

nie są spełnione warunki występowania punktu spłaszczenia krzywej L. 

 
 
 
 
 
Odpowiedź: 

a)  Krzywizna krzywej L w punkcie P(0,0,0) 

jest równa 

 

1

1

1

3

0

t

 

Skręcenie krzywej L w punkcie P(0,0,0) jest równe 

 

2

1

2

0

t

 

b) 

Krzywa L nie posiada punktów skręcenia. 

 
 
 

Autor:

 Agata Czarnecka 

grupa

 2 

 

17.11.2013