平面曲线的弧长与曲率

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§3. 平面曲线的弧长与曲率
(一) 教学目的:掌握平面曲线的弧长与曲率 (二) 教学内容:平面曲线的弧长与曲率的计算公式. (1) 基本要求:掌握平面曲线的弧长计算公式. (2) 较高要求:掌握平面曲线的曲率计算公式. (三) 教学建议: (1) 要求学生必须熟记平面曲线的弧长计算公式. (2) 对较好学生可要求他们掌握平面曲线的曲率计算公式.


上具有一阶连续导数。
现在来计算这曲线弧的长度. 取参数 为积分变量,它的变化区间为 .相应 上任一小区间 的小
弧段的长度的近似值及弧长元素为
于是,曲线段弧
的长度为
3. 极坐标情形 设曲线弧由极坐标方程
给出,其中

上具有连续导数。 由直角坐标与极坐标的关系可得
现在来计算这曲线弧的长度.
这就是以极角为参数的曲线弧的参数方程. 于是,弧长元素为
长度来近似代替(图 3.8.4). 而这相应切线段的长度为
以此作为 2 dx
以 1 y dx 为被积表达式,在区间 [a , b] 上做定积分,变得所求得弧长.
2
曲线段弧
的长度为
s 1 y 2 dx
a
b
2.
参数方程情形
设曲线弧由参数方程
给出,其中
从而,曲线段弧
的长度为
——————————————————
1 直角坐标情形
设曲线弧由直角坐标方程
给出,其中

上具有一阶连续导数。
现在用元素法来计算这曲线弧的长度. 取横坐标 为积分变量,它的变化区间为 . 曲线 y f ( x) 上对应于 上任一小
区间 [ x , x dx] 的一段弧的长度
可以用该曲现在点 ( x , f ( x)) 出的切线上相应的一小段的