设曲面M上的一条曲率线C:x(s)(s为弧长),它的每一点处的从法向量V3(s)与曲面在该点处的法向量n(s)
设曲面M上的一条曲率线C:x(s)(s为弧长),它的每一点处的从法向量V3(s)与曲面在该点处的法向量n(s)成定角,且V3(s).n(s)≠±1(即V3s(s)不平行于n(s)).证明:C为平面曲线.
设曲面M上的一条曲率线C:x(s)(s为弧长),它的每一点处的从法向量V3(s)与曲面在该点处的法向量n(s)成定角,且V3(s).n(s)≠±1(即V3s(s)不平行于n(s)).证明:C为平面曲线.
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)
设曲面M:x(u,v)上无抛物点,并设M的一个平行曲面为M:x(u,v)=x(u,v)+λn(u,v),n(u,v)为x(u,v)处的单位法向l量,其中λ为充分小的常数,使1一λH+λ2KG≠0.证明:可选M的法向量n,使M的Gauss(总)曲率KG与平均曲率H分别为
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).
设常Gauss曲率曲面M:x(u,v)的第1基本形式为
.曲面
证明:
与M有相同的Gauss曲率,但对应点的切平面互相正交.
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.
证明:曲面
在点(u,v)处Gauss(总)曲率相等.但M与
在此对应下未必为等距映射.问(a,b)与
满足什么关系时,M与
在此对应下等距?
设曲面M:x(u,v)=(ucosv,usinv,lnu)与
(ucosv,usinv,v)在对应(u,v)→(u,v)下,Gauss(总)曲率相等,但此对应不是等距映射.
设R3中C2曲面M在等温参数{u,v}下,第1基本形式:I=ds2=E(du2+dv2)=λ2(du2+dv2),E=G=λ2 (λ>0). (1)Laplace算子表达式为
其中f为M上的C2函数; (2)Gauss曲率为
证明:具有常曲率k≠0的挠曲线x(s)为Bertrand曲线(s为弧长),且x(s)的侣线
是x(s)的曲率中心的轨迹;并且
的曲率
,挠率