Поверхности

Основные признаки поверхности. Эллипсоид: понятие; плоскости симметрии. Сфера как замкнутая поверхность. Параметрические уравнения тора и катеноида. Общее понятие про геликоид. Параболоид как поверхность вращения. Параметрические уравнения цилиндра.

Рубрика Математика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 21.11.2010
Размер файла 950,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Тульский государственный университет

Реферат

на тему: «Поверхности»

Дисциплина: «ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»

Выполнил

студент группы 120691

Юдин А.С.

Проверил

Казимиров А.Н.

Поверхность - название для двумерного многообразия в пространстве.

Поверхности определяются как множество точек, координаты которых удовлетворяют определённому виду уравнений. Это неявный способ указания поверхности. Существуют еще два: явный способ (возможно, выразить одну переменную из уравнения поверхности через другие) и параметрический способ задания. При параметрическом указании задается система уравнений, которая и определяет поверхность.

Простая поверхность - поверхность, которую можно представить как часть плоскости, подвергнутую непрерывным искажениям.

Поверхности классифицируются по многим признакам. Некоторые из них:

1) Кривизна: каждому направлению поверхности от заданной точки соответствует своя форма сечения, которая и определяет кривизну;

2) Наличие касательной к поверхности: обычно касательная к поверхности - это плоскость. В некоторых случая через одну точку поверхности можно провести сколь угодно много касательных. Наличие касательной у какой-либо поверхности влияет на ее гладкость;

3) Метрика и внутренняя геометрия;

4) Нормаль: за нормаль к поверхности принимают единичный вектор, перпендикулярный касательной плоскости в заданной точке. Существует так же нормальное сечение;

5) Геодезические линии: кривая на поверхности называется геодезической линией, если во всех её точках главная нормаль к кривой совпадает с нормалью к поверхности;

6) Площадь: площадь в общем смысле - это числовая характеристика. Существуют поверхности с бесконечной площадью, например параболоид;

7) Ориентация: ориентированной называется двусторонняя поверхность с выбранным направлением нормали.

Приведем примеры некоторых поверхностей, опишем их основные характеристики, укажем применение и обозначение.

Эллипсоид. Эллипсоидом называется поверхность, каноническое уравнение которой имеет вид

где a, b и c - положительные числа.

Данная поверхность обладает тремя плоскостями симметрии, тремя осями симметрии и центром симметрии. Ими служат соответственно координатные плоскости, координатные оси и начало координат. Существует так же эллипсоид вращения. Применяется в геодезии.

Сфера - частный случай эллипсоида - замкнутая поверхность, следовательно, она имеет конечную площадь. Площадь сферы находят по формуле S=4рR^2.

Поверхность обозначается формулой:

(x - x0)^2 + (y - y0)^2 + (z - z0)^2 = R^2.

Применяется во многих отраслях (например, шарики для подшипников)

Рис. 1

На рисунке 1 представлен тор. Тор получается при вращении окружности радиуса b по окружности радиуса a. Существует возможность проведения такой касательной плоскости, которая будет иметь с тором только одну единственную точку. Обозначается параметрическими уравнениями:

Применяется в хлебопекарной промышленности.

Рисунок 1 содержит катеноид. Параметрическое уравнение:

Эта поверхность применяется в медицинской технике, для создания излучателя ультразвуковых волн. Имеет бесконечную площадь, причем это поверхность вращения.

Псевдосфера имеет следующее параметрическое уравнение:

Существование псевдосферы выявлено из работ Лобачевского.

Рис. 2

На рисунке 2 изображен геликоид. Прямой геликоид - поверхность, образованная движением прямой, вращающейся вокруг оси и перпендикулярной к ней и одновременно поступательно движущейся в направлении этой оси, причем скорости этих движений пропорциональны.

Задается параметрическими уравнениями:

Применяется при создании винтовых поверхностей, например лестниц или валов мясорубок.

Параболоид - поверхность вращения. Описывается уравнениями:

z = ax^2 + by^2

Одна из наиболее известных поверхностей - цилиндр. Имеет параметрические уравнения вида:

x=cos2Ps;

y=2t-1;

z=sin2Ps.

Цилиндры имеют широчайшее применение во всех сферах жизни (например, колесо автомобиля, кружка, ручка).

Существует еще много поверхностей в пространстве, которые имеют необычную для нас форму и размер. Мы рассмотрели лишь простейшие из них.


Подобные документы

  • Уравнение для описания поверхности второго порядка в аффинной системе координат. Виды квадрики в прямоугольной системе координат: мнимый эллипсоид, гиперболоид, конус, параболоид, цилиндр, плоскости. Способы приведения квадрики к каноническому виду.

    курсовая работа [4,5 M], добавлен 19.09.2012

  • Замкнутые пространственные фигуры, ограниченные плоскими многоугольниками. Линейчатые поверхности вращения. Точка на поверхности тора и сферы. Понятие меридиональной плоскости. Преобразование комплексного чертежа. Метод замены плоскостей проекций.

    презентация [69,8 K], добавлен 27.10.2013

  • Виды точек регулярной поверхности. Удельная кривизна выпуклой поверхности. Сфера как единственная овальная поверхность постоянной средней кривизны. Основные понятия и свойства седловых поверхностей. Неограниченность седловых трубок и проблема Плато.

    лабораторная работа [1,6 M], добавлен 29.10.2014

  • Классификация различных точек поверхности. Омбилические точки поверхности. Строение поверхности вблизи эллиптической, параболической и гиперболической точек. Линии кривизны поверхности и омбилические точки. Поверхность, состоящая из омбилических точек.

    дипломная работа [956,7 K], добавлен 24.06.2015

  • Способы формообразования и отображения поверхностей. Закон образования поверхности. Основные свойства, вытекающие из закона образования поверхности вращения. Линейчатые поверхности с плоскостью параллелизма. Образование каркаса циклических поверхностей.

    реферат [2,0 M], добавлен 19.05.2014

  • Определение формы осесимметричной равновесной поверхности жидкости объема, находящейся на горизонтальной поверхности. Получение безразмерной математической модели капли. Исследование влияния на равновесную поверхность действующей на жидкость силы.

    практическая работа [693,0 K], добавлен 14.04.2013

  • Образование винтовой поверхности (геликоида) винтовым перемещением линии (образующей). Прямые и наклонные, закрытые и открытые геликоиды. Построение разверток поверхности, их свойства и сферы применения. Схемы развертки тел вращения: конус и цилиндр.

    презентация [338,1 K], добавлен 16.01.2012

  • Понятие двойного интеграла по плоской области. Конечный предел интегральной суммы при стремлении к 0. Способы разбиения поверхности и выбора точек. Свойства поверхностных интегралов. Интегрирование по поверхности. Непрерывная функция на поверхности.

    презентация [45,9 K], добавлен 17.09.2013

  • Основные свойства кривых второго порядка. Построение кривой в канонической и общей системах координат. Переход уравнения поверхности второго порядка к каноническому виду. Исследование формы поверхности методом сечений и построение полученных сечений.

    курсовая работа [166,1 K], добавлен 17.05.2011

  • Поверхности и ориентация. Теория внутренней поверхности. Выбор ориентации поверхности при помощи выбора базиса касательных векторов. Выбор вектора единичной нормали. Внутренняя геометрия поверхности, определение развертки и теорема Александрова.

    реферат [144,0 K], добавлен 07.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.