diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf index 2cd6da3..09e1b63 100644 Binary files a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf and b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf differ diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/1-curve.tex b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/1-curve.tex index 0c25123..43007b7 100644 --- a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/1-curve.tex +++ b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/1-curve.tex @@ -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*}