橢圓的曲率怎麼算

時間 2021-06-07 02:38:33

1樓:費曼的稿紙

除了用引數方程表示套引數曲率公式以外,橢圓作為滿足隱函式 的定義,這裡直接給出乙個隱函式的一般曲率半徑公式(二次曲線大多不具有xy項,故此處略去交叉偏導項):

(證明有時間更)

這其實很好證明,其實就是把一般形式的 中各項導數用偏導展開就是了

其中此例 是一般的橢圓

是二維下的nabla運算元

接下來我們分別計算各部:

造完零件了,代入就有:

不過,它還可以進一步化簡成更常用的變數形式。比如這裡可以引入連雙焦點的角度大小 ,我們的目的是替換掉二分之三次方的部分;不妨先來算算 是什麼:

記圖中角分線拆開的兩角分別都為 β;記我們所研究的點為 A點

根據橢圓的幾何性質,過A點且垂直這條角分線的直線恰為該點切線,所以角分線恰沿該處曲線的法向方向

而nabla算符刻畫的梯度正是降落最快的方向,即就是任一點的法向,所以可以直接寫出

而想計算的 ,其中 ,故

於曲率半徑對比發現

所以 ;(其中 也是橢圓的通徑)

2樓:Unduloid

平面引數曲線 的曲率

橢圓的引數方程為 ,則其曲率為

參看《微分幾何學習指導》 [徐森林編著] 2023年版 P8 例1.2.2

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