合聚咖

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圆弧的曲率公式

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曲线上某点的曲率半径是该点的密切圆的半径,在limΔs→0ΔαΔs=dαdslimΔs→0⁡ΔαΔs=dαds存在的条件下,k=∣∣dαds∣∣k=|dαds|。

设曲线的方程为y=f(x),且f(x)具有二阶导数。因为tanα = y’(设-ππ/2<α<ππ/2),所以

a=arctany’

dαdx=(arctany′)′dαdx=(arctany′)′

dα=(arctany′)′dx=y′′1+y′2dx

dα=(arctan⁡y′)′dx=y″1+y′2dx

或者

sec2αdα=y''dx,

dα=y′′sec2αdx=y′′1+tan2αdx=y′′1+y′2dxdα=y″sec2αdx=y″1+tan2αdx=y″1+y′2dx

3. 因为 ds=1+y′2−−−−−−√dxds=1+y′2dx(密切圆面积求导),从而得到曲率公式k=f′′[1+(f′)2]32k=f″[1+(f′)2]32。