• ベストアンサー

捩率(れいりつ)の定義

brogieの回答

  • ベストアンサー
  • brogie
  • ベストアンサー率33% (131/392)
回答No.1

岩波書店の寺澤寛一著「自然科学者のための数学概論」の第2章(微分幾何学)に書かれています。 図を描きながら、読んでいくと直感的なことも解ると思います。 点Pにおける接触平面内にある法線を点Pにおける曲線の主法線と名づけ、接触平面に垂直な法線を陪法線と名づける。 これら2つの法線とその点における接線とは互いに垂直に交わる三直線の一組で、曲線上のすべての点において存在すると考えられるものである。これらを曲線のPにおいて付随する三稜と称する。接線、主法線、陪法線が右手系をなす。 曲線の捩率とは? 曲率が一つの平面上にない限り、その上のある点における接触平面はその点が曲線上を移動するにつれて一般にその向きが変わる。従ってこれと同時に接触平面に垂直な陪法線の方向も変わる。いま点が直線状でΔsなる距離を移動したときに、その点における陪法線の方向が、Δψだけ変わったとすれば、ΔψとΔsとの比の極限値を1/τと置く、即ち: 1/τ=dψ/ds これをその点における曲線の捩率または第二曲率という。その逆数をその点における捩率半径と称する。 この書籍は初版が昭和6年で、大変な名著です。では、

myleft
質問者

お礼

ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 宇宙の曲率

    ビッグバン宇宙論で、「宇宙全体の『曲率』が平坦である」というのを読みました(『ガリレオがひらいた宇宙のとびら』)。 (以下引用)  なじみやすい例として、線路や道路のカーブがどの程度きついか、という曲率があります。この曲率は三次元空間では、二次元のものについて(つまり道路や線路のように線について)定義できます。  同じように四次元空間の宇宙でも、三次元空間である宇宙の曲率が定義できるのです。この曲率がほとんどゼロであるというのも、非常に不自然です。ビッグバン宇宙論では、曲率をすこしでももっていると、その曲率を大きくする方向に進むはずなのです。これが宇宙の平坦性問題というものです。 曲率を辞書で引くと、「曲線の曲がりの度合い」とあります。 道路や線路の曲がりの度合い、はわかるのですが、宇宙の曲率というのは、何だと考えればいいのでしょうか。 星を見るのは好きですが、天文学に詳しいわけではないので、なにかわかりやすい例とかあったら教えていただきたいのですが。 よろしくお願いします。

  • 曲率についての本

    ちょっと曲率について調べることがあるのですが、曲率について基本的なことが詳しく書かれている本やサイトがありましたらご教授願います。曲面や空間の曲率ではなく、曲線の曲率とその性質が知りたいのです。

  • ベクトル解析学の問題でわからない所があります。

    曲線x(t)の曲率、レイ率に対して、あるλ>1に対して、-λ倍に相似拡大した曲線x-λ(t)=-λx(t)の曲率、レイ率を比べる時、次のうち正しいものを1つ選んでください。 という問題で、テキストの解答には「x-λ(t)の曲率は1/λ倍され、レイ率は-1/λ倍される。」、解説には空間を-λ倍に拡大すると、右手系の基底は左手系に変わる。と書かれていますが、なぜそのような答えになるのか計算過程がわかりません。また解説の意味もわかりません。途中計算を含めて詳しい解説を宜しくお願いします。

  • "交わる"と"接する"の定義

    タイトル通り "交わる"と"接する"についての定義を知りたいです。 例えば "曲線 y=x^2 は 直線 x=0 に交わる"といえますか? それとも "曲線 y=x^2 は 直線 x=0 に接するが交わらない"が正しいですか? よろしくお願いします。

  • 直線の正確な定義を教えてください。

    直線の正確な定義をお分かりの方、教えて戴ければと存じます。 辞書で「直線」を引くと、 「まっすぐな線、二点間の最短距離を与える線などであるが、厳密にはユークリッド空間、アフィン空間、射影空間では一次元の部分空間をいう。・・・」 などのように定義されているのですが、 この定義では数学を専門に研究されている方でないと分からないと思いますし、 私も分かりませんでした。 より一般的で分かりやすい形で定義を説明できる方がいらっしゃれば、ご説明宜しくお願い致します。 具体的には、高校数学の1Aレベルまでの知識や理解力でも分かる範囲で ご説明くださればと存じます。 また、笑われてしまうことを覚悟で書きますが、 私は「二点間の最短距離」という言葉から、直線の定義がなんとなくは分かったのですが、 後の方に「次元」の話も出てきたので、思わず「四次元空間におけるワープ」も連想してしまい、 その場合、「二点間の最短距離」は必ずしも「二点間を結ぶ直線」ではなくなるのではないかと考えてしまい、直線の意味がよく分からなくなってしまいました。 「ワープ」が現実的には極めて困難であることは私でも知っておりますが、 現実性の問題ではなく、理論的には「二点間の最短距離」がなぜ直線の代表的定義となっているのかも、あわせてお教え下さればと存じます。 ちなみに、私は「ワープ」は「四次元空間」においてのみ存在する移動手段であり、 「三次元」以下の世界を前提とする限り、 「二点間の最短距離」となりうるのは、点と点の間の直線以外にはありえないからだと 自分なりに答えを出してみましたが、これは客観的には正しいでしょうか? また、私は直線を 「二点を結ぶ線上の任意の点を複数選び、それぞれにおける角度をとった時、各々全てが等しい角度となるような曲線」 だと考えましたが、この理解で正しいでしょうか? 質問は以上です。 宜しくお願い致します。

  • 「収束」を定義すれば、位相も定義できる?

    位相空間では、点列の収束という概念が定義されていると思います。手元に適当な本がないので、不確かな記憶ですが、 位相空間Xの点列(a_n)がαに収束する ⇔αを含む任意の開集合Oについて、あるNが存在して、n≧Nならばa_n∈Oである という雰囲気の定義だったと思います。(nは自然数のような離散的な値ではなくてもよいはずですが、自然数と考えて問題ありません) さて、ある空間X上の点列(a_n)に対して「収束(極限)」の概念を定義したとしたとします。 この時、空間Xに適当な位相構造を入れてやる事で、位相空間Xにおける収束と、ここで定義した収束が一致するようにする事は可能でしょうか?(もし、必要なら、Xはベクトル空間としても構いません) そもそも何を「収束」と呼ぶべきかすら分からないですが、一般的な定義あるのであればその定義と考えて差し支えありません。(ないのであれば、困ってしまうのですが、きっとあるでしょう) 具体的な例としては、ヒルベルト空間の線型演算子には、「弱収束」や「強収束」と言った概念がありますよね。これらの意味の収束を与える位相は存在するのか、という事です。(具体的にどう構成するのかは知りませんが、「弱位相」とか「強位相」と呼ばれる位相があったと思います)

  • ホモロジー群

    ホモロジー、ホモロジー群それぞれの意味って何ですか?(定義でなく) たとえばホモトピーだったら二つの曲線があって、一方を連続的に変形して他方に移せることをホモトープと言ったと思います。 そういう、定義的ではなく、直感的でわかりやすい解釈の仕方をご教授願います。

  • 曲率の問題

    xyz空間のxz平面内に、z軸と交わらない曲線z=f(x)(x>0)がある。この曲線をz軸周りに1回転してできる曲面Sを考察するとする。 1. 曲面Sの独立な接ベクトルを2つ求めよ。 2. 曲面Sの単位法線ベクトルn(r, θ)を求めよ。 3. 曲線Sの第一基本形式(誘導計量)Iを求めよ。 4. 曲線Sの第二基本形式(外的曲率)IIを求めよ。 5. 曲線Sのガウス曲率Kと平均曲率Hをそれぞれ求めよ。 という問題なのですが 教えてください。 テスト前で困っています。

  • 数学の記号&定義の意味

    数学の記号や定義の意味について、 分からない、もしくは、分かりにくいので教えてください。 1)n次元Euclid空間(定義) 2)線形空間(1に付随して) 3)内積空間(1・2に付随して) 4)座標ベクトル(1-3に付随して) 5)∀(記号) 6)ヨ(記号) 7)『→』と『|→』の違い(記号) 8)近傍(意味or定義) 9)『開集合』と『閉集合』(定義) 10)『⊂』と『∈』の違い(記号) 11)So:内点(internal point)(定義) 12)∂S:境界点(foundary point)(定義) 13)S ̄:閉包(closure)(定義)【Sバー】 ・まずは、感覚的にとらえたいです。 ・分かりやすいホームページなどを知っていたらお願いします。 ・分かる部分だけでもイイので、お願いします。 よろしくお願いします。

  • 微分の一般的な定義は?

    識者の皆様よろしくお願い致します。 微分のより一般的な定義を知りたく思っております。 距離空間⊂正規空間⊂…⊂位相空間 と空間は拡張できますが、微分の定義は何処まで拡張できるのでしょうか? また、その時の定義を具体的にお教え下さい。