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Jordankurve

Universität / Fachhochschule

Tags: glatte Kurve, Jordankurve, Kurve, parametrisierung

 
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franfine

franfine

13:48 Uhr, 13.06.2009

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Hallo,

ich brauche bei folgender Aufgabe Hilfe.

Ein Kreis vom Radius 1 rolle gleitfrei auf der x- Achse von x=0 nach x=4 π . Γ r sei die dabei entstehende Bahn eines Punktes P, der fest mit dem Kreis im Abstand r>0 vom Mittelpunkt M verbunden ist. In der Ausgangslage weise der Vektor M P in Richtung der negativen y- Achse.



a) Finden Sie eine Parametrisierung γ r : [0, 4 π ] R 2 für Γ r .



b) Stellen Sie Γ r für die 3 Fälle r<1, r=1, r>1 grafisch dar.



c) Für welche r>0 ist γ r eine Kurve, glatte Kurve bzw. Jordankurve?

Ich bin dankbar für jeden Hinweis,

gruß fran


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
pepe1

pepe1 aktiv_icon

18:27 Uhr, 13.06.2009

Antworten
s. Zykloide:
http//de.wikipedia.org/wiki/Zykloide

Dort ist lediglich die Parameterdarstellung der gewöhnlichen Zykloide gegeben.
Die Parameterdarstellung der "verkürzten" bzw. "verlängerten" Zykloide ist gegeben durch:
x(t)=Rt-rsint
y(t)=R-rcost
t[0;4π]
R: Radius des abzurollenden Kreises
r:Abstand des Punktes P vom Kreismittelpunkt, dessen Bahn beschrieben wird.
zu den Gleichungen:
Überlagerung von Mittelpunktsbewegung M: Gerade (x(t);y(t))=(0:R)+t (1;0)mit der Kreisbewegung
( Mittelpunkt M) des Punktes P:(xp(t);yp(t))=r(-sint;-cost)

Setze für die Aufgabe: R=1.
r=R: "gewöhnliche Zykloide"
r<R: "verkürzte Zykloide"
r>R: "verlängerte Zykloide"

Die entsprechenden Bahnkurven sind im oben genannten Artikel zu sehen.

"Eine glatte Kurve ist eine stetig differenzierbare Kurve mit einer nicht verschwindenden Ableitung. Anschaulich bedeutet dies, dass die Kurve keine spitzen Ecken oder abrupte Wendungen besitzt."
s. die Kurven der "gewöhnliche Zykloide",,"verkürzte Zykloide" und der "verlängerte Zykloide". Wo sind Punkte mit Spitzen oder abrupten Wendungen?
Bestimme Punkte mit: (x´(t);y´(t)) (0;0) bzw. (x´(t);y´(t)) =(0;0)
zur "Jordan-Kurve":
Unter welchen Bedingungen gibt es "Doppelpunkte" (derselbe Kurvenpunkt wird bei verschiedenen Parameterwerten mehrfach durchlaufen -s. Schleifen bei r>R)
s. hierzu auch:
zum Begriff: "glatte Kurve"
http://de.wikipedia.org/wiki/Glatte_Kurve
und
zum Begriff "Jordan-Kurve"
http//de.wikipedia.org/wiki/Jordan-Kurve


MfG






Frage beantwortet
franfine

franfine

21:59 Uhr, 17.06.2009

Antworten

Danke, danke, dankeschön!!!