* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ТЕОРИЯ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
295
Вектор
нормали
Уравнения нормали X — г соз у / ' От) C O S tp Y — г sin / ' И s i n ч»
9
=
=
орт
нормали
Z — / (г) —1
л
И \N\
Проекция нормали на плоскость хОу И
9
Y =
Xtg
9
VEG
D\+Dl
z D
— F*
+ D\Z
=
&i =* Уu v
z
проходит через начало координат, следовательно, сама нормаль пересекает Oz.
t
—Уv u* D
d
2
u v
U^V
a
Z
7/-%i
=
x y —x y .
v
В с л у ч а е задания нением ( 1 7 ) имеем
поверхности
урав
Кривизна поверхности. К р и в и з н а К линии и = и ( г ) , и = V ( г ) на поверх ности г = г ( « , и) о п р е д е л я е т с я из фор мулы
К
ds •
+ r еДИНИЧ
\
=
N
г
9
N
z
где
* Ts
=
dr
=
r
- du , - dv *Ts "ds--
¬
P хг -7 — y\ вектор л, л е ж а щ и й на нормали, о б р а з у е т острый у г о л с о с ь ю Ог. В с л у ч а е задания поверхности урав нением ( 1 8 ) имеем
\ N N Nj
9
9
9
ный вектор касательной к л и н и и ; v — единичный вектор г л а в н о й нормали той же линии. Т у же кривизну К имеет п л о с к о е сече ние поверхности с о п р и к а с а ю щ е й с я пло скостью линии. Е с л и С — п л о с к о е сечение поверх ности в точке M C —нормальное сечение п л о с к о с т ь ю , п р о х о д я щ е й через
t n
Уравнения касательной плоскости • нормали к поверхности Задание поверхности (стр. 293)
Касательная плоскость
Нормаль
(17) (18) (19) (20) iX 1
Z - z = p ( X - j r ) + х) F
x
?(K-y)
2
Х - х -P Х - х
F
Y-y — •7 Y-y '
F
+ (Y - у) F
y
-f- ( Z - z) F = 0
e
_ Z - z 1 Z - z
F
X
D (X -
х) - j - D%(Y - у ) + D ( Z - Z) = 0 ( f f - л ) Л? = 0
Х —х D.
Y-y D
t
y
Z
Z - z D
t
R=7
+ tN
В т а б л и ц е * , _y, г, / — координаты и • радиус-вектор точки M поверхности; X Y Z R — т е к у щ и е координаты и радиус-вектор точки касательной пло скости или н о р м а л и ; все производные вычисляются в точке М.
T T T
л к поверхности и через т к С , кривизна C K — кривизна C
1 n
nt
/ — С то
K
n
= Kcosb 2D'du dv
= + + Gdu*
9
D du* + ~ Edw~ +
Пример. Показать, что нормаль в точке (X1 у, z) к поверхности вращения х = г cos у. y « = r s i n у, Z= / ( Г ) пересекает ось вращения:
Xfr
Xy
1
2F dudv
=
=
cos <р; y = Slntp;
r
Z .=/'(г);
f
где б = ^ ( v , л ) , V — главная н о р м а л ь С (фиг. 7 4 ) ; з н а м е н а т е л ь есть ds*; ч и с л и
т е л ь Ddu - + 2D'dudv и называется второй
y
—
г s i n ч>; y
1
v
=
г
cos <р; 2 ^ — 0. О , — г.
-f- D V o =• квадратичной
2
drdn фор¬
D = -r/'(r)cos*p;
D = - r/" ( r ) s i n
мой
поверхности;
коэффициенты
этой