Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

person.vsb.cz
from person.vsb.cz More from this publisher
31.01.2015 Views

Oskulační kruţnice 1 1 k r , 2 k = 0 , (7.5) kde r > 0 je daná reálná konstanta. Křivka leţí v rovině z = 0 , prochází bodem [ 0,0 ] a má v tomto bodě tečnu v kladné ose x. Hledané rovnice této křivky jsou x = x(s) , y = y(s) , [z(s) = 0]. 2 2 Potom lze ze vztahu t t x y 1 psát dle 7.41 x s cos s , y s sin s x’’(s) = - sin (s). ‘(s) , y’’(s) = - cos (s). ‘(s) Dosadíme (a vypočteme) do vztahu pro první křivost (viz (6.22)) 1 k 2 x y x 2 x y y 2 3 2 Po dosazení dostaneme a odtud po integraci bude tedy x s Po integraci 1 k 1 r s s 2 1 r ds sin cos 2 2 cos 1 r s c ds a , y s c s sin 1 r s c ds b . x s r sin 1 r s c a , y s r cos 1 r s c b . (7.6) Z těchto rovnic po eliminaci parametru s dostaneme 2 2 2 x a y b r . Coţ je rovnice kruţnice o středu S [a,b] a poloměru r. Zbývá tedy určit integrační konstanty tak, aby rovnice vyhovovala zadaným podmínkám. Tečna, normála : t t x y 1 1 x s cos r s c , 1 0 y s sin r s c , 1 n r x s r s x 0 sin c , 1 n r s r s y 1 y cos c . 70

Oskulační kruţnice Z rovnic pro t x a t y a pro n x a n y je 1 r s c 0 . Pro oblouk s z bodu [0,0], pro který je s 0 = 0, dostaneme z poslední rovnice c = 0. Z rovnic (7.6) dostaneme x(0) = a , y(0) = -r + b = 0 , tj. b = r. Parametrické rovnice křivky s přirozenými rovnicemi (7.5) při daných počátečních podmínkách jsou x s r s sin r , y s 2 2 V implicitním tvaru je potom x y 2 r y 0 . r r 1 cos . s Příklad 2. Zobrazte křivku, její první křivost 1 k je přímo úměrná délce oblouku s. Přirozené rovnice křivky k (klotoidy) jsou 1 2 a , 2 k = 0 s (a je reálné). Při vhodné volbě soustavy souřadnic lze kartézské souřadnice bodů klotoidy vyjádřit tzv. Fresnelovými integrály. x s a 2 0 cos d , y s a 2 0 sin d , kde 2a 2 s 2 je úhel tečny křivky v jejím bodě [x,y] se souřadnicovou poloosou +x. Obr.7.1 7.3 Styk křivek, oskulační kruţnice Nechť jsou dány dvě křivky k 1 k 2 o rovnicích 1 p = 1 p(s) a 2 p = 2 p(s), (7.7) vztaţené k jednomu parametru s, který je obloukem na obou křivkách, a mají společný bod (regulární na obou křivkách) s = 0, tj. platí 1 p 0 = 2 p 0 , od kterého budeme počítat parametr s na obou křivkách. Na kaţdé z těchto křivek uvaţujeme bod, který přísluší k téţe hodnotě parametru s a zkoumáme vzájemnou polohu křivek v 71

Oskulační kruţnice<br />

1 1<br />

k<br />

r<br />

, 2 k = 0 , (7.5)<br />

kde r > 0 je daná reálná konstanta.<br />

Křivka leţí v rovině z = 0 , prochází bodem [ 0,0 ] a má v tomto bodě tečnu v kladné ose x.<br />

Hledané rovnice této křivky jsou x = x(s) , y = y(s) , [z(s) = 0].<br />

2 2<br />

Potom lze ze vztahu t t x y<br />

1 psát dle 7.41<br />

x s cos s , y s sin s<br />

x’’(s) = - sin (s). ‘(s) ,<br />

y’’(s) = - cos (s). ‘(s)<br />

Dosadíme (a vypočteme) do vztahu pro první křivost (viz (6.22))<br />

1<br />

k<br />

2<br />

x<br />

y<br />

x<br />

2<br />

x y<br />

y<br />

2<br />

3<br />

2<br />

Po dosazení dostaneme<br />

a odtud po integraci<br />

bude tedy<br />

x s<br />

Po integraci<br />

1<br />

k<br />

1<br />

r<br />

s<br />

s<br />

2<br />

1<br />

r ds<br />

sin cos<br />

2 2<br />

cos 1<br />

r s c ds a , y s<br />

c<br />

s<br />

sin 1<br />

r s c ds b .<br />

x s<br />

r<br />

sin<br />

1<br />

r s c a , y s r cos 1<br />

r s c b .<br />

(7.6)<br />

Z těchto rovnic po eliminaci parametru s dostaneme<br />

2<br />

2 2<br />

x a y b r .<br />

Coţ je rovnice kruţnice o středu S [a,b] a poloměru r. Zbývá tedy určit integrační konstanty tak, aby rovnice<br />

vyhovovala zadaným podmínkám.<br />

Tečna, normála :<br />

t<br />

t<br />

x<br />

y<br />

1<br />

1 x s cos<br />

r s c ,<br />

1<br />

0 y s sin<br />

r s c ,<br />

1<br />

n r x s<br />

r s<br />

x<br />

0 sin c ,<br />

1<br />

n r s<br />

r s<br />

y<br />

1 y cos c .<br />

70

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!