Mathematica基础——曲线的内蕴性质之曲率

时间:2026-02-14 17:46:18

1、圆弧上的任意位置的曲率都是常数:

ArcCurvature[{r Sin[t], r Cos[t]}, t]

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2、直线的曲率处处为0:

ArcCurvature[{a+t,b-t}, t]

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3、Fermat螺旋的极坐标方程是:r=Sqrt[t]。怎么计算它的曲率呢?方法如下:

Simplify[ArcCurvature[{t, t^2}, t, "Polar"], t > 0]//TraditionalForm

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4、曲率半径等于曲率的倒数:

双纽线[t_] := Cos[t]/(1 + Sin[t]^2) {1, Sin[t]}

双纽线曲率半径=1/ArcCurvature[双纽线[t],t]

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5、曲线的总曲率:

绘制一个三叶结,

三叶结 = KnotData["Trefoil", "SpaceCurve"]

画图:

ParametricPlot3D[三叶结[t],{t,0,2 Pi},

     PlotStyle->{Green,Tube,Thickness[0.02]}]

根据Fary–Milnor 定理,任何纽结的总曲率不能<4π,所以,

总曲率=NIntegrate[ArcCurvature[三叶结[t], t]*Norm[三叶结'[t]], {t, 0, 2 Pi}]

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