证明:(1)平面上的点均为平点;(2)球面上的点均为圆点.请帮忙给出正确答案和分析 谢谢!
证明:(1)平面上的点均为平点;(2)球面上的点均为圆点.
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
参考解答
正确答案:证法1 (1)在平面上n=const(常单位向量)故dn=0且Ⅱ=一dn.dx=0.dx=0=0.I所以平面上的点均为平点.(2)不妨考虑中心在原点、半径为R的球面单位法向量则
由于
所以球面上的点均为圆点.证法2 (1)不妨设平面为x(xy)=(xy0).由例2.6.2或由xxx''=xxy''=xyx''=xyy''=0L=xxx''.n=0M=xxy''.n=0N=xyy''.n=0立知Ⅱ=Ldx2+2Mdxdy+Ndy2=0=0.I.所以平面上的点均为平点.(2)由例2.6.3或习题2.3.9或直接计算得x(uv)=(Rsin vcosuRsin vsinuRcosv)xu'(uv)=(一Rsin vsinuRsin vcosu0)xv'(uv)=(RcosvcosuRcos vsinu一Rsinv)E=xu'.xu'=R2sin2vF=xu'.xv'=0G=xv'.xv'=R2.
于是单位法向量为
xuv''=(一Rcos vsinuRcos vcosu0)xvv''=(一Rsinvcosu一Rsin vsinu一Rcosv)L=xuu''.n=Rsin2nM=xuv''.n=0N=xvv''n=R.于是
这就证明了球面上的点均为圆点.
证法1(1)在平面上n=const(常单位向量),故dn=0,且Ⅱ=一dn.dx=0.dx=0=0.I,所以平面上的点均为平点.(2)不妨考虑中心在原点、半径为R的球面,单位法向量则由于所以球面上的点均为圆点.证法2(1)不妨设平面为x(x,y)=(x,y,0).由例2.6.2,或由xxx''=xxy''=xyx''=xyy''=0,L=xxx''.n=0,M=xxy''.n=0,N=xyy''.n=0,立知Ⅱ=Ldx2+2Mdxdy+Ndy2=0=0.I.所以平面上的点均为平点.(2)由例2.6.3或习题2.3.9,或直接计算得x(u,v)=(Rsinvcosu,Rsinvsinu,Rcosv),xu'(u,v)=(一Rsinvsinu,Rsinvcosu,0),xv'(u,v)=(Rcosvcosu,Rcosvsinu,一Rsinv),E=xu'.xu'=R2sin2v,F=xu'.xv'=0,G=xv'.xv'=R2.于是,单位法向量为xuv''=(一Rcosvsinu,Rcosvcosu,0),xvv''=(一Rsinvcosu,一Rsinvsinu,一Rcosv),L=xuu''.n=Rsin2n,M=xuv''.n=0,N=xvv'',n=R.于是这就证明了球面上的点均为圆点.
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