Chapter 26: Problem 1
Kann eine Kurve im \(\mathbb{R}^{2}\), die nur in einem beschr盲nkten Bereich liegt, unendliche Bogenl盲nge haben?
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Chapter 26: Problem 1
Kann eine Kurve im \(\mathbb{R}^{2}\), die nur in einem beschr盲nkten Bereich liegt, unendliche Bogenl盲nge haben?
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Eine Epizykloide ist die Bahnkurve eines Punktes am Rande eines Rades, das auf einem anderen Rad abrollt.
bullet Bestimmen Sie zu den folgenden Kurven Kr眉mmung, Torsion, begleitendes Dreibein und die Bogenl盲nge \(s(t, 0)\) : $$ \alpha(t)=\left(\begin{array}{c} \cosh t \\ \sinh t \\ t \end{array}\right), \quad \beta(t)=\left(\begin{array}{c} t \cos t \\ t \sin t \\ t \end{array}\right) $$ mit jeweils \(t \in \mathbb{R}_{\underline{\geq} 0} .\)
Bestimmen Sie einen allgemeinen Ausdruck f眉r die Kr眉mmung einer in Polarkoordinaten als \(r(\varphi)\) gegebenen Kurve.
Finden Sie jeweils eine Parametrisierung der folgenden Kurven: 1\. Zun盲chst ein Geradenst眉ck von \(\boldsymbol{A}=(-2,0)^{\mathrm{T}}\) nach \(\boldsymbol{B}=\) \((0,1)^{\mathrm{T}}\), anschlie脽end ein Dreiviertelkreis von \(\boldsymbol{B}\) mit Mittelpunkt \(\boldsymbol{M}=(0,2)^{\mathrm{T}}\) nach \(\boldsymbol{C}=(-1,2)^{\mathrm{T}}\) und zuletzt ein Geradenst眉ck von \(\boldsymbol{C}\) nach \(\boldsymbol{D}=(-2,2)^{\mathrm{T}}\). 2\. Vom Anfangspunkt \(\boldsymbol{A}=(-1,3)^{\mathrm{T}}\) entlang eines Parabelbogens durch den Scheitel \(\boldsymbol{B}=(0,-1)^{\mathrm{T}}\) nach \(\boldsymbol{C}=(1,3)^{\mathrm{T}}\), von dort entlang einer Geraden nach \(D=(1,5)\) und zuletzt auf einem Viertelkreis zur眉ck nach \(\boldsymbol{A}\). 3\. Ein im negativen Sinne durchlaufener Halbkreis von \(\boldsymbol{A}=\) \((2,0)^{\mathrm{T}}\) nach \(\boldsymbol{B}=(-2,0)\), ein Geradenst眉ck von \(\boldsymbol{B}\) nach \(\mathbf{0}=\) \((0,0)^{\mathrm{T}}\) und ein im positiven Sinne durchlaufener Halbkreis von 0 zur眉ck nach \(\boldsymbol{A}\).
Die Bahn der Erde um die Sonne ist in sehr guter N盲herung eine Ellipse mit der groBen Halbachse \(a \approx\) \(149597890 \mathrm{~km}\) und numerischer Exzentrizit盲t \(\varepsilon \approx 0.0167102\). In einem Brennpunkt dieser Ellipse steht die Sonne. Bestimmen Sie damit n盲herungsweise die L盲nge der Erdbahn. (Hinweis: Das auftretende elliptische Integral ist nicht elementar l枚sbar, entwickeln Sie den Integranden in \(\varepsilon .\).) Erwarten Sie, dass die Korrektur zu \(2 \pi a\) positiv oder negativ ist?
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