七、 七、 渐近曲线、共轭曲线与极小曲面
[渐近曲线] 在曲面上一点的法曲率等于零的方向称为渐近方向。假定一条曲面曲线C上所有点的切线方向都是渐近方向,则称C为曲面的一条渐近曲线。是渐近方向的条件是第二基本二次型等于零:
或
这就是渐近曲线的微分方程。这种曲线有一个简单的几何特征:
渐近曲线的密切面与曲面一致。
由此可见,渐近曲线在其上一点与曲面构成二阶接触。
此外还有爱涅勃定理:
渐近曲线的挠率,K为曲面的总曲率(时,无渐近曲线)。
[共轭曲线] 在曲面上一点的两个方向与满足
则称它们互为共轭方向。
渐近方向是自己共轭的。
曲面上一条曲线C的切面族的特征线的方向为C的切线的共轭方向。
满足上面的微分方程的两族曲线构成的网称为共轭网。
[极小曲面] 平均曲率的曲面称为极小曲面,它也可定义为张在已知边界上面积最小的曲面。一个曲面为极小曲面的充分必要条件是:渐近曲线构成正交网。
注意:坐标线(u=常数和=常数)是共轭的充分必要条件是:;坐标线是曲率线的充分必要条件是:;坐标线是渐近曲线的充分必要条件是:。