微分几何(第三版)第二章课后题答案[1]

第二章曲面
§ 1曲面的概念
1.求正螺面 r ={ u cos v ,u sin v , bv }的坐标曲线.
u-曲线为 r ={u cos v0 ,u sin v0 ,bv 0 }= {0,0 , bv0 } + u { cos v0 , sin v0 a-ga,0}, 为曲线的直母线v-曲线为r ={ u0 cos v , u0 sin v ,bv }为圆柱螺线.
2 .证明双曲抛物面r ={ a (u+v) , b (u-v ) ,2uv }的坐标曲线就是它的直 母线。
u-曲线为 r ={ a (u+v。), b (u-v。),2uvo}={ av,b金菠萝v,0}+ u{a,b,2 v}
表示过点{ a v,b 无纺布储物箱vlncrna引物设计。,。}{a,b,2 v}为方向向量的直线;
v-曲线为「= {a ( u0 +v) , b ( u 0 -v ) ,2 u 0 v} = {au,bu,。} +v{a,-b,2 u} 挤出机螺杆表示过点(au, b u,。){a,-b,2 u}为方向向量的直线。
3.求球面r ={acos ;:sin「,a cos;: sin ;:, a si n二}上任意点的切平面和法线方程
saa.    n
r    ={    -a sin    cos「,-a sinsin ::,acos「:}    , r    .匸{-a cossin :, a coscos,0}
x - a cos、: cosy - a cos sinz - a sin
任意点的切平面方程为    - a sin cos ::「    -a sinsina cos=0
隧道式搪瓷烧结炉a cos、: sina cos、: cos「    0
xcos :cos + ycos :sin + zsin 二-a = 0   
x a cos、: cosy a cos、: sinz a sin
cos cos「    cossin「    sin
2 2
4.求椭圆柱面 令 斗=1在任意点的切平面方程,并证明沿每一条直母线,此 a b
曲面只有一个切平面 。
2 2
解椭圆柱面二>yr =1的参数方程为x = cos:: , y = asin,z = t a b
r d - { -a sin ,b cos ,0}

0 =0,即 x bcos + y asin    a b = 0
此方程与t无关,对于二的每一确定的值,确定唯一一个切平面,而 二的每一数值 对应一条直母线,说明沿每一条直母线,此曲面只有一个切平面    。
3
5.证明曲面r ={u,v,—}的切平面和三个坐标平面所构成的四面体的体积是常
UV
数。


§ 2曲面的第一基本形式

本文发布于:2024-09-21 05:50:09,感谢您对本站的认可!

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