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给定一个中心在m、半径为r＞0的球面．设S为曲线C：x(s)的弧长，令f(s)一Ex(s)一m]2一r2．如果在s0满足下列条件：f(0)(s0)=f(s0)=[x(s0)一m]2一r2=0 (r为常数)，f(s0)=f(s0)=…=f(n)(s0)=0，则称曲线x(s)与已给球面有n阶接触．证明：(1)如果C∞曲线x(s)落在已给球面上，则曲线x(s)与球面有任意阶接触；(2)如果τ(s0)=0，则曲线x(s)在x(s0)与某一球面有3阶接触
．从而，平面连通曲线不能与球面处处有3阶接触，除非曲线本身属于球面的一个圆．
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设k(s0)≠0．证明：曲线C：x(s)(s为其弧长)与已给球面(球心为m)在s0有2阶接触
其中t可以任意选定．上式右边当固定s0时得到一条直线，称为曲线x(s)在s0处的曲率轴或极轴，而点
称为曲率中心，以曲率中心为圆心、
为半径的圆落在密切平面上，称为曲线x(s)在s0处的密切圆(见习题1．4．3图)．(2)设k(s0)≠0，τ(s0)
设P0为两曲线x(s)与
的交点，在P0的一旁邻近取点P1，P2，它们分别属于曲线x(s)与
，且使曲线弧长
． 若
则称曲线x(s)与
在P0点有n阶接触． 证明： (1)两曲线x(s)与
具有n阶接触等价于
； (2)曲线x(s)的切线y(s)=x(s0)+(s一s0)x(s0)与曲线x(s)在s0有1阶接触的唯一直线； (3)若连通C2曲线x(s)每一点的切线与曲线x(s)有2阶接触，则曲线x(s)为直线．
设M为R3中的C4正则曲面，x(u1，u2)为其参数表示，P0∈M，且满足：(1)KG(P)＞0，即P0点的Gauss(总)曲率为正的；(2)在P0点，函数k1达到极大值，同时函数k2达到极小值，则P0为M的脐点．这和以下条件等价：设M为R3中的C4正则曲面，x(u1，u2)为其参数表示，P0∈M，且满足：(1’)P0为非脐点；(2’)在P0点，函数k1达极大值，同时函数k2达极小值．则KG(P0)≤0．
设C:x(s)(s0≤s≤s1)为球面挠闭曲线(τ(s)≠0，
)．证明：
设曲线C：x(s)(s为弧长)为常挠曲率曲线．证明曲线
：
为x(s)的Bertrand侣线，其中a，b为常数，k，τ，V2分别为x(s)的曲率、挠率和主法向量，x(s)为其本身的从法向量，即x(s)=V3(s)．
设x(s)为平面上以弧长s为参数的凸闭曲线．证明：V1(s)=x(s)至少在4个点处平行于V1(s)．
设
为Rn+1中的n维Ck(k≥1)连通、正则子流形，则下列各条等价： (1)M可定向；(2)M上存在连续变动的单位法向量场(
M上存在连续变动的处处非零的法向量场)；(3)对M上任何闭曲线C，从C上的任一固定点P出发，一个单位法向量沿C连续变动，当回到P点时，单位法向量不变； (4)对
P，Q∈M，C1与C2是从P到Q的任何两条曲线，一个单位法向量从P点出发分别沿C1，C2连续变动时，到达Q点，单位法向量相同．自然有它的对偶形式：(1’)M不可定向；(2’)M上不存在连续变动的单位法向量场(
M上不存在连续变动的处处非零的法向量场)．(3’)在M上存在一条闭曲线C，从C的某一点P出发，某个单位法向量沿C连续变动时，当回到P点时，单位法向量改变方向；(4’)存在P，Q∈M，C1与C2是从P到Q的某两条曲线，某个单位法向量从P点出发分别沿C1，C2连续变动时，到达Q点，单位法向量不同(即相反)．
设函数f(x)与ψ(x)在x0处可导，证明：曲线y=f(x)与曲线y=ψ(x)在x=x0处相切的充分必要条件为
A.增加端点P0/=2P0-P1，Pn/=2Pn-Pn-1
B.将原端点替换为P0/=2P0-P1，Pn/=2Pn-Pn-1
C.增加端点P0/=P0-2P1，Pn/=Pn-2Pn-1
D.将原端点替换为P0/=P0-2P1，Pn/=Pn-2Pn-1
如图所示，由介质1和介质2构成一界面，两介质的折射率分别为n1和n2，界面的法线与S系的x轴平行。现设界面随介质一起相对S系以速度υ沿法线作匀速平动，在S系中入射光以入射角θi从介质1向界面入射，反射角和折射角分别用θr和θt表示，试导出用入射光速ui和入射角θi表述的反射角θr和折射角θt的计算式。
