曲率怎样计算

白鸽汤2023-04-26  28

在数学上,曲率是表明曲线在某一点的弯曲程度的数值,曲率的公式可以表示为:K=|dα/ds|。

曲率

曲线的曲率就是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率,通过微分来定义,表明曲线偏离直线的程度。数学上表明曲线在某一点的弯曲程度的数值。曲率越大,表示曲线的弯曲程度越大。曲率的倒数就是曲率半径。

曲率的定义

曲率的计算公式

什么是曲率半径

曲率的倒数就是曲率半径,即R=1/K。平面曲线的曲率就是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率,通过微分来定义,表明曲线偏离直线的程度。对于曲线,它等于最接近该点处曲线的圆弧的半径。 对于表面,曲率半径是最适合正常截面或其组合的圆的半径。圆形半径越大,弯曲程度就越小,也就越近似于一条直线。所以说,曲率半径越大曲率越小,反之亦然。

曲率k=y''/[(1+(y')^2)^(3/2)],其中y',y"分别为函数y对x的一阶和二阶导数

1、设曲线r(t) =(x(t),y(t)),曲率k=(x'y" - x"y')/((x')^2 + (y')^2)^(3/2)。

2、设曲线r(t)为三维向量函数,曲率k=|r'×r"|/(|r'|)^(3/2),|x|表示向量x的长度。

3、向量a,b的外积,若a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),a×b=(a2b3-a3b2,a3b1-a1b3,a1b2-a2b1)。

相关信息:

以平面曲线为例,做一圆通过平面曲线上的某一点A和邻近的另外两点B1,B2,当B1和B2无限趋近于A时,此圆的极限位置叫做曲线A点处的曲率圆。曲率圆的中心和半径分别称为曲线在A点的曲率中心(centre of curvature)和曲率半径(radius of curvature)。

圆弧的曲率半径,就是以这段圆弧为一个圆的一部分时,所成的圆的半径。 曲率半径越大,圆弧越平缓,曲率半径越小,圆弧越陡。曲率半径的倒数就是曲率。曲率 k = (转过的角度/对应的弧长)。当角度和弧长同时趋近于0时,就是关于任意形状的光滑曲线的曲率的标准定义。而对于圆,曲率不随位置变化。

椭圆x^2/a^2 + y^2/b^2 =1 在顶点(a, 0)处的曲率半径为b^2/a,在(0,b)处的曲率半径为a^2/b。

双曲线x^2/a^2 - y^2/b^2 =1在顶点(a, 0)或(-a,0)处的曲率半径都是b^2/a。

抛物线y^2=2px (p≠0)在顶点(0,0)处的曲率半径为|p|。

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