在空间曲线的情况下,曲率半径是曲率向量的长度。在平面曲线的情况下,则R要取绝对值。
其中s是曲线上固定点的弧长,α是切向角,K是曲率。
如果曲线以笛卡尔坐标表示为y(x) ,则曲率半径为(假设曲线可微分):
如果曲线由函数x(t)和y(t)参数给出,则曲率为:
如果:
中的参数曲线,则曲线各点处的曲率半径
由下式给出:
具体应用
(1)对于差分几何上的应用,请参阅Cesàro方程;
(2)对于地球的曲率半径(由椭圆椭圆近似),请参见地球的曲率半径;
(3)曲率半径也用于梁的弯曲三部分方程中;
(4)曲率半径(光学)。
(5)半导体结构中的应力:
涉及蒸发薄膜的半导体结构中的应力通常来自制造过程中的热膨胀(热应力)。发生热应力是因为膜沉积通常在室温以上。在从沉积温度冷却至室温时,基板和膜的热膨胀系数的差异引起热应力。
曲率半径=1/曲率
已知曲线的解析式y=f(x)
曲率=(f的二阶导/(1+f的一阶导的平方)^(3/2))的绝对值
作该点的曲率圆,利用v^2/a来计算.楼上的也是一种方法.
简单地理解,在曲线上一点附近与之重合的圆弧的最大半径。也可以理解为在曲线上一点附近与之相切(凹侧内切)的圆弧的最大半径(也可以等价地认为是凸侧外切的圆弧的最小半径,这一表述方式很少有)。
曲率半径的倒数(1/r)称为曲率。
两点说明:
一是要光滑曲线才存在曲率半径,不光滑的曲线不存在,不如锯齿形曲线在拐角处就找不到这样的圆弧(此种情况把曲率半径定义为0);(而且只考虑考察点附近很小一段,不是考虑曲线整体,所以这是是局部性质,除圆(弧)外,一般的曲线上各个点的曲率半径可能不同,不如抛物线,椭圆、双曲线等)。
二是重合的圆弧不唯一,可能有很多个,取半径最大的那一个。比如直线,如何一点都可以找到无数个圆弧与之重合,其曲率半径定义为无穷大(∞),曲率为0(不弯曲)。对于圆弧上每一点,与之相切的圆弧也有很多,凹侧最大的内切圆弧就是其自身,其曲率半径就是圆弧的半径)。
以上是物理老师常用的解释方法,对高一的同学来说应该可以了。如果要用严谨的表述,可以参见樊映川等编《高等数学讲义》(高等教育出版社)。(叙述文字太多,又涉及到极限的定义,不便录入,而且高一同学也不好理解,可以等高二学了极限概念再看)