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曲率怎么算_1

原创2025-07-02 17:51:48

曲率是描述曲线在某一点弯曲程度的几何量。对于平面曲线,曲率的计算公式可以通过以下步骤推导得出:

确定参数方程:

假设曲线由参数方程给出,记为 \( r(t) = (x(t), y(t)) \),其中 \( t \) 是参数。

计算一阶导数:

计算曲线在参数 \( t \) 下的位置向量 \( r'(t) \),即 \( r'(t) = (x'(t), y'(t)) \)。

计算二阶导数:

计算位置向量 \( r(t) \) 对参数 \( t \) 的一阶导数 \( r'(t) \),得到 \( r''(t) \)。

计算曲率:

曲率的计算公式为 \( k = \frac{|r'(t) \times r''(t)|}{|r'(t)|^3} \),其中 \( \times \) 表示向量的叉积,\( | \cdot | \) 表示向量的模。

特殊情况:

对于圆,曲率是一个常数,等于 \( \frac{1}{R} \),其中 \( R \) 是圆的半径。

曲率半径:

曲率的倒数称为曲率半径,它表示在该点处的切线与曲线的最接近圆的半径。

曲率的大小反映了曲线在该点的弯曲程度,曲率越大,表示曲线在该点的弯曲程度越大。

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