R3中所有密切平面通过定点P0的C3曲线x(s)(s∈(α β)为弧长)必为平面曲线.请帮忙给出正确
R3中所有密切平面通过定点P0的C3曲线x(s)(s∈(α,β)为弧长)必为平面曲线.
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参考解答
正确答案:证法1设所有密切平面通过定点P0不妨设定点P0为原点即P0=0则有x.V3=0.两边对s求导得到0=(x.V3)'=x'.V3'+x.V3一V1.V3+x(一τV2)=一τx.V2.(反证)反设τ(s0)≠0s0∈(αβ).使得r(s)≠0V s∈(s0一δs0+δ)则x(s).V2(s)=0V s∈(x0一δx0+δ).再对上式两边关于s求导有0=(x.V2)'=V1.V2+x.V2'=x.(一kV1+τV3)=一kτx.V1.因为K>0故x.V1=0从而x.V1=x.V2=x.V3=0.类似于习题1.3.6的证明推得x=x(s)=0V s∈(x0一δx0+δ)这与x(s)为正则曲线相矛盾.由此得到τ(s)≡0V s∈(αβ).根据定理1.2.2曲线x(s)(α1(s)+μV2(s).由于它过定点P0所以P0=x(s)+λ(s)V1(s)+μ(s)V2(s)P0—x(s)=λ(s)V1(s)+μ(s)V2(s)[P0一x(s).V3(s)=0.两边对s求导得到0={[P0—x(s).V3(s)'=一x'(s).V3(s)+[P0—x(s).V3'(s)=一V1(s).V3(s)+[P0—x(s).[一τ(s)V2(s)=一τ(s)[P0—x(s).V2(s)(反证)假设r(s0)≠0.由τ的连续性知使得τ(s)≠0V s∈(x0一δx0+δ)有[P0—x(s).V2(s)=0 Vs∈(x0一δx0+δ).再对上式两边关于s求导有0={[P0—x(s).V2(s))'=一V1(s).V2(s)+[P0—x(s).[一x(s)V1(s)+τ(s)V3(s)=k(s)[P0—x(s).V1(s).因为K>0故[P0—x(s).V1(s)=0从而 [P0—x(s).V1(s)=[P0—x(s).V2(s)=[P0一x(s).V3(s)=0.类似于习题1.3.6的证明推得P0—x(s)=0 x(s)=P0 V s∈(x0一δx0+δ).这与x(s)为正则曲线相矛盾.由此推得τ(s)≡0Vs∈(αβ).根据定理1.2.2曲线x(s)(α<s<β)必为平面曲线.
证法1设所有密切平面通过定点P0,不妨设定点P0为原点,即P0=0,则有x.V3=0.两边对s求导,得到0=(x.V3)'=x'.V3'+x.V3一V1.V3+x(一τV2)=一τx.V2.(反证)反设τ(s0)≠0,s0∈(α,β).使得r(s)≠0,Vs∈(s0一δ,s0+δ),则x(s).V2(s)=0,Vs∈(x0一δ,x0+δ).再对上式两边关于s求导,有0=(x.V2)'=V1.V2+x.V2'=x.(一kV1+τV3)=一kτx.V1.因为K>0,故x.V1=0,从而x.V1=x.V2=x.V3=0.类似于习题1.3.6的证明推得x=x(s)=0,Vs∈(x0一δ,x0+δ),这与x(s)为正则曲线相矛盾.由此得到τ(s)≡0,Vs∈(α,β).根据定理1.2.2,曲线x(s)(α1(s)+μV2(s).由于它过定点P0,所以P0=x(s)+λ(s)V1(s)+μ(s)V2(s),P0—x(s)=λ(s)V1(s)+μ(s)V2(s),[P0一x(s).V3(s)=0.两边对s求导,得到0={[P0—x(s).V3(s)'=一x'(s).V3(s)+[P0—x(s).V3'(s)=一V1(s).V3(s)+[P0—x(s).[一τ(s)V2(s)=一τ(s)[P0—x(s).V2(s)(反证)假设r(s0)≠0.由τ的连续性知,,使得τ(s)≠0,Vs∈(x0一δ,x0+δ),有[P0—x(s).V2(s)=0,Vs∈(x0一δ,x0+δ).再对上式两边关于s求导,有0={[P0—x(s).V2(s))'=一V1(s).V2(s)+[P0—x(s).[一x(s)V1(s)+τ(s)V3(s)=k(s)[P0—x(s).V1(s).因为K>0,故[P0—x(s).V1(s)=0,从而[P0—x(s).V1(s)=[P0—x(s).V2(s)=[P0一x(s).V3(s)=0.类似于习题1.3.6的证明,推得P0—x(s)=0,x(s)=P0,Vs∈(x0一δ,x0+δ).这与x(s)为正则曲线相矛盾.由此推得τ(s)≡0,Vs∈(α,β).根据定理1.2.2,曲线x(s)(α<s<β)必为平面曲线.
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