Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Книги / Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Том 1

.pdf
Скачиваний:
8042
Добавлен:
10.09.2019
Размер:
31.63 Mб
Скачать

§

З]

ПРАВИЛА

ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ:

BEl(TOPOB

297

Следовательно,

(1)

1I.

Г/роизводная

жается

формулой

от

скалярного

произведения

векторов

выра­

 

 

(II)

 

Действительно,

если

r 1 (t),

r 2 (t)

определены

то,

как

известно,

ска,Тiярное

произведение этих

 

 

r1 (t) r2

(t) =1Р1Ч>2+'Ф1'Ф2+Х1Х2•

Поэтому

 

 

 

 

 

формулами (3):,

векторов равно

d(r1r2) -d-t-

=

,

+

 

'+

,,1, +

'+

,

+

 

 

 

 

Ч>1Ч>2

 

IР1Ч>2

'Ф1'1'2

'Ф1Ф2

Х1Х2

 

Х1Х2 =

 

 

 

=

(ср~ср2 +~'Ф2 +х~х2) +

(q\cp; +'1'11\J; +х1х;) ~

 

 

 

 

=

(cp~i

+ 1J,;J + x~k)(cp2i +

'Ф2i+

X2k) +

 

+r1 ~

 

 

+(q>ii+1JJJ+x1k)(cp;i +'i';J +x;k)

= d~

r2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

Теорема доказана.

 

 

 

 

Из формулы (11)

получается

 

важное следствие.

Следствие. Если

вектор

е

единичный, т. е.

/

е

1=

1,

то

его

производная

есть

вектор,

Доказ

а тел

ьс тв о.

Возьмем

 

производную

к

нему

перпендикулярный.

 

Если

е-единичный вектор-,

то

по

t

от

обеих частей последнего

ее= l. равен-

ства:

е

dt

+

de dt

е

=

О

,

или

2

е

de dt

=

О

,

т.

е.

скалярное

ПfЮИзведение

е

de dt

= О,

а

это

и

означает,

что

вектор

de dt

перпендикулярен

к

век-

тору е.

Если f (t)-скалярная функция

 

111.

то

производная

от

произведения f (t)

и r

r (t) -векторная функция,

(t) выражается формулой

d(fr)

dt

-

_dfr+fdr

dt

dt"

(111)

До к а з

ат ель ст в о.

Если вектор r (t)

лой

(1),

то

 

 

 

 

f (t) r (t) = f (/) ер (t) i + f (t) ,j, (t) J+f

определен (t) (t) k.

форму•

По d (f

(

формуле dtr (t)) =

(2) ( :~

получаем q> + f :r)i

+

( :~

,i,

+

f

:r)

J

+(:~

+

f

~~)

k =

df =dt

(

cpi+·• ФJ+x.k)+

f

(dq,

d'ФJ

dtt+dt

ах +dt

k

)

df =air+

l

dr dt

зоо

ПРИЛОЖЕНИЯ:

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО

ИСЧИСЛЕНИЯ:

[ГЛ.

IX

Угол Лq,

при вершине

касательной

к

кривой при

соответствует

приращению

этого треугольника

переходе из

точки

длины дуги

Лs. Из

есть

угол поворота

А в

точку В, т. е.

треугольника BJ(L

 

1

находим

L1J( =

1Ла

/ =

21

а

l

j

sin

~q,

\

=

2

\

sin

~q,

1

(так как Iа1= 1).

части

Разделим обе

последнего

равенства

на

Лs:

1ЛаЛs

1=

2

1sin

Лер

2

Лs

I

=

 

Лq,

sin

2

Лер

2

 

\

Лq, Лs

\.

Перейдем к

пределу в

Лs-+- О. В ·левой части

обеих частях получим

последнего

равенства

при

1.

1ла1

=

j daJ

 

1m

-

-

дs-+О

Лs

 

ds

Далее,

так как в

данном

существует

предел

 

 

 

sin Лq,

 

 

 

lim

.

2

 

 

 

~=1,

 

 

 

Лs О

 

 

 

 

72

 

 

 

 

 

 

 

 

случае

мы

рассматриваем

такие

lim

лЛq,

и,

следовательно,

Лq,-

О

дs-+ О

s

 

 

 

 

 

Таким

образом,

после

перехода

к

пределу

получаем

кривые, при Лs-

что О.

l

ла\= ds

lim дs-+О

\Лq,j Лs

(4)

Отношение к точке В

угла поворота Лq, к длине Лs дуги

касательной АВ, взятое

при переходе от точки А по абсолютной величине,

называется,

так

же

как

и

для

плоской

кривой,

средней

кривизной

данной

линии

на

участке АВ:

средняя кр,ивизна

=

\

::

Предел в точке

средней кривизны А и обозначается

при Лs-+ О буквой J(:

называется

кривизной

линии,

Но

в

этом

случае

из

}( =

lim

 

IЛЛq,

 

Лs-+0

 

s

равенства

(4)

следует,

что

1::1=1(,

т.

е.

длина

производной

от

единичного

ве1пора

*)

касательной

по

длине

мы

*) Напоминаем,

можеы говорить

что произво,:~.ная вектор

о д л и н е производной.

а

есть

вектор,

и

поэтоыу

Соседние файлы в папке Книги