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主单位法向量方向判断

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发表于 2018-12-11 15:23:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
请教各位大侠:
曲线向量方程r(t)=f(t)i+g(t)j,主单位法向量N=[-g’(t)i+f’(t)j]/(g’(t)^2+f’(t)^2)或者=[g’(t)i-f’(t)j]/(g’(t)^2+f’(t)^2),怎么判断哪一个方向才是正确的?


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 楼主| 发表于 2018-12-11 15:51:51 | 显示全部楼层
常规方法是N=1/k*dT/ds=(dT/dt)/|dT/dt|,这个直接计算就是,但是计算比较繁琐,

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因为是向量,所以只有一个方向  发表于 2018-12-11 16:02
平面曲线的话,叉乘一个垂直于该平面的单位向量  发表于 2018-12-11 16:01
法向量的方向,这两个应该都可以吧。  发表于 2018-12-11 15:56
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 楼主| 发表于 2018-12-12 15:56:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 惯性矩 于 2018-12-12 15:58 编辑

想了一天,可以通过判断v的方向来判断向量方向(dr/dt=v
逆时针方向为N=[-g’(t)i+f’(t)j]/(g’(t)^2+f’(t)^2),顺时针方向为-N(方向为曲线增长的方向);
举个列子r(t)=ti+1/3*t^3j,

v=i+t^2j,当t>0,N=(-t^2i+j)/[(1+t^4)^0.5]
          当t<0,N=(t^2i-j)/[(1+t^4)^0.5]

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不是复杂曲线方程,可以通过草图判断出方向  发表于 2018-12-12 16:01
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发表于 2018-12-12 17:47:04 | 显示全部楼层
我觉得你概念不太清楚。
1,主单位法向量N对于(时间)参数t有统一的表达式,不分t>0还是t<0,只要是定义域内确定的t,则有确定的N,N是t的(向量)函数
2,方向。什么是方向?方向就是向量,而且是单位向量。所以主法向量的方向就是主单位法向量,也就是N。所以N求出来了,方向也就求出来了。
你上面那个具体例子可以这么求:
根据位置向量r求出速度向量v,速率‖v‖
求出单位切向量T=v/‖v‖
求出主法向量dT/dt
求出主单位法向量N=(dT/dt)/‖dT/dt‖

点评

这样还还真难判断方向…估计要画图…  发表于 2018-12-13 15:13
用这个简单的公式就可以缩少计算量,  发表于 2018-12-12 20:39
一个计算公式,有些方法套用这个比较简单,但是做过题目之后发现大侠说的这个方法计算量有点大  发表于 2018-12-12 20:38
你说的我二楼已经写出来了,具体问题可以仔细看,因为这个问题在Tomas Calculus 13th 习题出现,在13.4章节中第7题,大侠可以看看,我说的只是formula  发表于 2018-12-12 20:34
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