gtd(scheda): compatibilità tra riparametrizzazioni p.l.a.

main
parent b3d103b4fc
commit ddddadb61a
No known key found for this signature in database
GPG Key ID: 325529030D7BCDAC

@ -114,7 +114,22 @@
che è un vettore unitario.
\end{proof}
\section{Il triedro di Frenet (caso p.l.a.)}
\begin{remark}
Tutte le riparametrizzazioni p.l.a.~di una curva regolare $\alpha$ sono ottenibili da una
singola riparametrizzazione p.l.a.~$\beta$ come $\beta(\pm t + v)$, al variare di $v \in \RR$.
In particolare, le riparametrizzazioni che mantengono l'orientazione sono quelle della forma
$\beta(t + v)$, mentre quelle che la invertono sono della forma $\beta(-t + v)$. \medskip
Se infatti $\gamma$ è una riparametrizzazione p.l.a.~di $\beta$ (e quindi di $\alpha$), deve valere
$\beta = \gamma \circ f$ per $f$ diffeomorfismo. Quindi, per ogni tempo possibile di $\beta$, vale:
\[ \beta'(s) = \gamma'(f(s)) f'(s). \]
Dal momento che $\beta'(s)$ e $\gamma'(f(s))$ sono vettori unitari per ipotesi, $f'(s)$ può assumere
solo $\pm 1$ come valore.
Dacché il dominio di $f$ è connesso e $f'$ è liscia, $f'$ è costantemente $1$ o $-1$, e dunque
$f(t)$ è della forma $\pm t + v$ con $v \in \RR$.
\end{remark}
\section{Curvatura, torsione e triedro di Frenet (caso p.l.a.)}
In tutta questa sezione consideriamo una curva p.l.a. $\beta$.
@ -167,7 +182,7 @@
\subsection{Torsione ed equazioni di Frenet}
Assumiamo in questa sezione di star lavorando con curve di Frenet p.l.a.
Assumiamo in questa sottosezione di star lavorando con curve di Frenet p.l.a.
\begin{proposition}[Prima equazione di Frenet]
Sia $\beta$ una curva di Frenet p.l.a. Allora vale la seguente
@ -201,14 +216,6 @@
\end{equation}
\end{proposition}
\begin{remark}
Dal momento che $B_\beta = T_\beta \times N_\beta$, derivando
$B_\beta$ otteniamo:
\[ \dot{B_\beta} = \dot{T_\beta} \times N_\beta + T_\beta \times \dot{N_\beta}, \]
da cui, applicando le prime due equazioni di Frenet:
%TODO
\end{remark}
\begin{proposition}[Terza equazione di Frenet]
Sia $\beta$ una curva di Frenet p.l.a. Allora vale la seguente
equazione:
@ -217,4 +224,60 @@
\end{equation}
e quindi $\tau_\beta(s) = -\dot{B_\beta}(s) \cdot N_\beta(s)$.
\end{proposition}
\begin{remark}
Dal momento che $B_\beta = T_\beta \times N_\beta$, derivando
$B_\beta$ otteniamo:
\[ \dot{B_\beta} = \dot{T_\beta} \times N_\beta + T_\beta \times \dot{N_\beta}, \]
dal quale, applicando le prime due equazioni di Frenet, ricaviamo \eqref{eq:frenet_3}.
\end{remark}
\begin{remark}
In termini matriciali, le tre equazioni di Frenet possono scriversi
in modo più compatto come:
\[
\begin{pmatrix}
\dot{T} \\
\dot{N} \\
\dot{B}
\end{pmatrix} =
\begin{pmatrix}
0 & \kappa & 0 \\
-\kappa & 0 & \tau \\
0 & -\tau & 0
\end{pmatrix} \cdot
\begin{pmatrix}
T \\
N \\
B
\end{pmatrix}.
\]
\end{remark}
\subsection{Compatibilità di curvatura, torsione e triedro tra le riparametrizzazioni p.l.a. di una stessa curva}
\begin{proposition}
Sia $\gamma : J \to \RR^3$ una riparametrizzazione p.l.a.~di una curva p.l.a.~$\beta : I \to \RR^3$.
Allora le curvature delle due curve coincidono nei
punti delle tracce. \medskip
In altre parole, se $f : I \to J$ è il diffeomorfismo per cui
$\beta = \gamma \circ f$, allora:
\[
\kappa_\gamma(s) = \kappa_\beta(f\inv(s)).
\]
Inoltre, se $\beta$ è di Frenet, anche $\gamma$ è di Frenet, e se $f$ preserva l'orientazione,
allora i triedri di Frenet e la torsione coincidono nei punti delle tracce, ossia:
\[
T_\gamma(s) = T_\beta(f\inv(s)), \quad N_\gamma(s) = N_\beta(f\inv(s)),
\]
\[
B_\gamma(s) = B_\beta(f\inv(s)), \quad \tau_\gamma(s) = \tau_\beta(f\inv(s)).
\]
Qualora $f$ non preservasse l'orientazione, le quantità sopracitate di $\gamma$
coincidono con quelle di $\gamma$ nei punti, ma sono cambiate di segno (eccetto per la normale
$N_\gamma$, che invece ha stesso verso).
\end{proposition}
%TODO: \section{Curvatura, torsione e triedro di Frenet (caso generale)}
\end{multicols*}

Loading…
Cancel
Save