Referat.me

Название: Поверхности

Вид работы: реферат

Рубрика: Математика

Размер файла: 313.67 Kb

Скачать файл: referat.me-215764.docx

Краткое описание работы: 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.

Поверхности

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=4πR^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 и меет 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.

Похожие работы

  • Дискретная теория поля

    Определение понятия поверхностного интеграла первого и второго рода, их основные свойств, примеры вычисления и его перевода в обыкновенный двойной. Рассмотрение потока векторного поля через поверхность, как механического смысла поверхностного интеграла.

  • Цилиндр

    Цилиндр-это фигура, состоящая из двух кругов, совмещаемых параллельным переносом и всех отрезков, соединяющих соответствующие точки этих кругов.

  • Поверхности второго порядка

    Основные характеристики поверхностей второго порядка: эллипсоида, однополосного и двуполостного гиперболоида, элиптического и гиперболического параболоида, конуса второго порядка.

  • Поверхности второго порядка

    CREATED by KID Содержание. Понятие поверхности второго порядка. Инварианты уравнения поверхности второго порядка. Классификация поверхностей второго порядка.

  • Поверхности второго порядка

    Понятие поверхности второго порядка. Инварианты уравнения поверхности второго порядка. Классификация поверхностей второго порядка. Классификация центральных поверхностей. Классификация нецентральных поверхностей.

  • Метод вспомогательных секущих сфер

    Уфимский государственный авиационный технический университет Кафедра начертательной геометрии и черчения МЕТОД ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СЕКУЩИХ СФЕР (концентрических и эксцентрических)

  • Уравнения поверхности и линии в пространстве

    Уравнения поверхности и линии в пространстве Основные понятия Поверхность и ее уравнение Поверхность в пространстве, как правило, можно рассматривать как геометрическое место точек, удовлетворяющих какому-либо условию. Например, сфера радиуса R с центром в точке О1 есть геометрическое место всех точек пространства, находящихся от точки О1 на расстоянии R.

  • Пересечение кривых поверхностей

    Представление о взаимном расположении поверхностей в пространстве. Линейчатые и нелинейчатые поверхности вращения. Пересечение кривых поверхностей. Общие сведения о поверхностях. Общий способ построения линии пересечения одной поверхности другою.

  • Вентовые Поверхности

    Винтовые поверхности Цилиндроид и Коноид В разделе начертательной геометрии были рассмотрены наиболее распространенные в технике поверхности кругового цилиндра, кругового конуса, шара, прямой призмы, пирамиды. Эти поверхности являются не только наиболее распространенными, но и наиболее простыми по своему образованию.

  • Тела вращения

    Цилиндр. Конус. Шар. Пирамида. Правильная пирамида. Многогранники. Призма.