Courbes paramétrées

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MacManus
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courbes paramétrées

par MacManus » 19 Juin 2009, 18:24

Bonsoir,

J'ai besoin de votre aide pour m'aider à interpréter certains résultats que je ne parviens pas très bien à démontrer.

Enoncé

La normale principale d'une courbe birégulière dans au point est la droite dirigée par la normale à et passant par .
Pour une courbe birégulière, on note (T,N,B) son repère de Frénet. La courbe paramétrée lisse birégulière est une courbe de Bertrand : c'est à dire qu'il existe une autre courbe lisse avec les mêmes normales principales. On suppose que (mais pas ) est paramétrée par longueur d'arc. On a donc : qui sont paralèlles au vecteur et où = +1 ou -1

Question 1
Montrer que où ()est constant
Question 2
Montrer qur l'angle entre les vecteurs tangents et est constant (On pourra considérer . On remarquera que le signe de est arbitraire.
Question 3
Montrer que (quitte à changer le signe de ) et montrer que
Question 4
En déduire qu'il existe 2 constantes réelles a et b telles que : (On pourra considérer et sont la torsion et la courbure de la courbe

Pour la 1ère question je peux peut-être dériver l'expression et utiliser les formules de Frénet mais je n'aboutis pas... sinon je peux tjrs écrire que

Pour la 2ème question il faut dériver le produit scalaire je pense (?)

Pour les questions 3 et 4 je suis bloqué...

D'une manière générale j'ai essayé de représenter géométriquement ces 2 courbes alpha et beta ayant les mêmes normales principales, cependant je n'ai pas toujours les conditions qui sont paralèlles au vecteur et où = +1 ou -1. Je ne sais pas comment représenter tout ça. Bref, j'ai vraiment besoin de votre aide sans quoi je sens que je ne vais pas avancer.
Merci à vous!



MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 16:04

Salut

quelqu'un peut-il m'aider à commencer cet exo... ? merci bcp

ToToR_2000
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par ToToR_2000 » 17 Mai 2010, 16:58

Alors, je ne connais pas bien ces histoires de courbes paramétrées mais il me semble que:
d'une part
et
d'autre part puisqu' on dit qu'ils sont parallèles.
Donc...

Edit: pour l'instant je ne vois pas pourquoi r est constant (ce qui est la partie la plus dure sans doute)

MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 17:05

Oui je suis d'accord, les 2 égalités que tu donnes mènent au résultat de 1)

ToToR_2000
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par ToToR_2000 » 17 Mai 2010, 17:23

Oui je n'ai écris que des banalités :zen: mais attends j'ai mieux.
En fait on a:

et r doit être dérivable je pense (régularité des courbes et du vecteur normal).
Donc en dérivant on a:

Maintenant si je ne me trompe pas, on a:
de même pour alpha et aussi:

donc en remplaçant les termes dans l'égalité dérivée par ceux-là et en multipliant scalairement par , on peut en déduire que

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Ben314
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par Ben314 » 17 Mai 2010, 17:28

Salut,
Pour la 1), comme est colinéaire à , il existe un réel tel que et est évidement dérivable (on l'obtient par division de quantités dérivables).
En dérivant et en utilisant une des formules de Frenet, il vient :
( : courbure de , ; torsion de ) ce qui implique que ( : produit scalaire)
Sauf que est colinéaire à donc orthogonal à donc aussi à ce qui prouve que et donc que est une constante
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MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 17:44

Merci pour ces réponses, je vois déjà mieux les choses.


Ben, je ne saisi pas l'implication suivante (formules de Frénet ok) :

Ben314 a écrit: ( : courbure de , ; torsion de ) ce qui implique que

MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 17:54

je ne vois pas non plus cette égalité..

ToToR_2000 a écrit:

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Ben314
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par Ben314 » 17 Mai 2010, 17:57

MacManus a écrit:Merci pour ces réponses, je vois déjà mieux les choses.


Ben, je ne saisi pas l'implication suivante (formules de Frénet ok) :



Rappel : (T,N,B) est une b.o.n.d donc ==0 et =1...
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MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 17:59

OK j'ai compris l'implication de Ben ! ( suffit juste de faire de produit scalaire sur chaque terme de la somme, certains s'annulent, juste 1 donne r'(s))

oui c'est bien ça ok

MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 18:16

Pour la question 2)

implique :


avec k courbure. Donc est constant, c'est bien ça ? j'en suis pas certain à vrai dire...

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Ben314
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par Ben314 » 17 Mai 2010, 21:18

Ce n'est pas tout à fait aussi simple que ça du fait que les formules de Frenet sur les dérivées de T, N et B ne s'appliquent que si on a une p.l.a. (paramétrisation par longueur d'arc), or, ici comme on écrit que et on la même normale pour le même s, cela signifie que si on choisi une paramétrisation pour (ou pour ), on n'a plus le choix pour l'autre.
Bon, en "clair", ça veut dire que l'on peut supposer que OU est une p.l.a., mais pas les deux en même temps...

Tout cela signifie que les formules de Frenet ne s'appliquent directement qu'à et que par contre, pour , il y a un "facteur rectificatif" (par contre, ça ne change pas l'idée de la preuve)
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MacManus
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par MacManus » 17 Mai 2010, 22:31

décidément, j'aime bien t'embêter ce soir : )

c'est sans doute le qui ne vas pas...mais là je ne vois tjrs pas ... dsl

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Ben314
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par Ben314 » 17 Mai 2010, 23:09

Sur le principe, ta preuve marche, mais il y a un facteur en plus qui apparait.
n'est pas une p.l.a., mais il existe un "changement de paramètre" (i.e. un Ck difféo) tel que soit une p.l.a.
Ca signifie que les formules de Frenet, elles s'appliquent à , et ce qui fait que tu as

mais ça ne change pas le fond de ta preuve.
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