双曲螺线的副法线曲面的相关性质研究*
2015-06-19胡文丽
胡文丽,梁 林,包 弘
(楚雄师范学院数学与统计学院,云南楚雄675000)
双曲螺线的副法线曲面的相关性质研究*
胡文丽,梁 林*,包 弘
(楚雄师范学院数学与统计学院,云南楚雄675000)
本文以双曲螺线生成的曲面为研究对象,讨论了三维欧氏空间中双曲螺线的副法线曲面的几何性质,获得了双曲螺线的副法线曲面的渐近曲线、曲率线、法曲率、主曲率、高斯曲率、平均曲率、常高斯曲率曲线、极小轨迹等,并给出了简单应用。
双曲螺线;副法线曲面;第一基本形式;第二基本形式;主曲率
微分几何是以数学分析的方法为基础来研究曲线、曲面的学科,主要讨论曲线或曲面上某一点邻域的几何性质。副法线曲面的性质是近年来新的研究热点[1-3].袁媛、刘会立在文[2]中讨论了特殊曲线的副法线曲面以及由此特殊性而得到的相关结论。受此启发,本文讨论了双曲螺线的副法线曲面,给出了双曲螺线的副法线曲面的相关几何性质.
1.预备知识
副法线曲面是由曲线r→(t)的副法线生成的直纹面.设γ→(t)为曲线r→(t)上任意一点P的副法向量,则曲线r→(t)的副法线曲面∑为

相应地,曲面r→=r→(u,v)的第一基本形式、单位法向量、第二基本形式分别为

2.主要结论
定理1 双曲螺线r→(t)={a cosh t,a sinh t,at},a>0的副法线曲面的微分方程为

证明 由r→(t)={a cosh t,a sinh t,at}得
r→′={a sinh t,a cosh t,a},r→″={a cosh t,a sinh t,0},r→′×r→″={-a2sinh t,a2cosh t,-a2},

证明 由r→(t)={a cosh t,a sinh t,at}得

定理3 双曲螺线的副法线曲面的第一基本形式为


定理4 双曲螺线的副法线曲面的第二基本形式为

证明 由

定理5 双曲螺线的副法线曲面的渐近曲线的方程为

证明 双曲螺线的副……
