曲率与曲率圆

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核心公式

对 ,

曲率圆圆心为

对参数曲线,

必考

880 第2章综合选择 15

原题

设 有二阶连续导数,。两曲线在 处有公切线 ,且该点处 的曲率半径小于 的曲率半径,则在 的某邻域内有( )。

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.

解析

两曲线在接点的斜率相同,曲率半径公式的分子 相同。由 且二阶导数均正,得,令 ,则 、,所以局部有 。又因两函数均严格凸,图像局部位于各自切线上方,而切线相同,故,选 。

1000 基础篇第5章 10

原题

已知曲线 在点 处的曲率圆为,且二阶可导函数 与 的差为 ,则( )。

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

曲率圆圆心为 。半径在接点的方向向量为 ,故切线斜率为 ,即 。代入曲率圆心公式:,得 ;纵坐标公式同样给出 。因此,选 。

1000 强化篇第5章 33

原题

设圆与曲线 在 处有公切线,且它们关于 的二阶导数值相同,则该圆的方程为 ____。

解析

设圆心为 。把圆局部写成 。公切线条件为 ;对圆方程求导可知这迫使 。圆可写成,二次求导并代入 、:,曲线 满足 ,故 。圆为

拓展

1000 基础篇第5章 24

原题

曲线 在点 的曲率圆方程为 ____。

解析

,在该点 ,曲率半径为 ,圆心为 。故

1000 强化篇第5章 31

原题

设曲线由

确定,则在 对应点处的曲率为 ____。

解析

在 ,,故

1000 强化篇第5章 32

原题

设 由确定,则曲线在 处的曲率为 ____。

解析

令 。在原点 。一次隐式求导得 ;二次公式给出,即 ,所以 。曲率为

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