【五術堪輿學苑】

標題: 【中華百科全書●科學●曲面的曲率】 [打印本頁]

作者: 楊籍富    時間: 2012-12-27 17:34
標題: 【中華百科全書●科學●曲面的曲率】

中華百科全書●科學●曲面的曲率

 

通常有兩種方法來討論曲面M在某點P的曲率。

 

第一、若n為法線向量,考慮包含n的所有平面與M之交線在P點之曲率k,在其中找出極小值與極大值k1與k2,皆叫做主曲率(PrincipalCurvature),則K=k1k2叫做高斯曲率,(方程式1)叫做平均曲率。

 

第二、若以X(u1,u2)表示曲面,而以(方程式2)表示經P點之坐標曲線之切向量,則可藉著把Xi映射到(方程式3)而定義出從P點的切空間到自己本身的Weingarten映射L。

 

能證明這映射所對應的矩陣(方程式4)可由第二基本型之係數(Lij)求得,而且能證明H=trace(L),K=det(L),因此K與H代表曲面上最重要的不變量。

 

特別當高斯在研究曲面性質的時候。

 

他最重視也最感得意的發現,就是儘管K的定義跟第二基本型有密切的關連,但是他卻能證明K其實可以完全由第一基本型來決定。

 

換言之,K是曲面本身內在的(Intrinsic)性質,而與這曲面如何安放在空間裏面無關。

 

一個曲面在P點附近的形狀常可藉K之值來判定。

 

如果K>0,則在P點附近曲面像個橢圓曲面;

 

如果K=k2=0,這時只能靠進一步劇變論中有關奇異性的理論才能探討。

 

由於K是內在性質而且藉著K能大體判斷曲面的形狀,所以如果一個曲面的K為固定的非零常數,則這種曲面在每處皆具類似形狀,而被稱為一個SpaceForm。

 

有關這方面的理論非常多,可以寫成整大本的書。

 

另外,如果在每一點都有H=0,則曲面叫做極小曲面(MinimalSurface),也是一種特別常被人研究的曲面。

 

其理論可以寫成專著,又跟物理及應用科學有關(蕭欣忠)

 

引用:http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=10173




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