مجله مدل‌سازی پیشرفته ریاضی

مجله مدل‌سازی پیشرفته ریاضی

منحنی گسترنده تعمیم یافته و خواص آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه گیلان
2 دانشکده ریاضی، دانشگاه فدرال ویچوزا
چکیده
ما در این مقاله ضمن ارائه تعمیمی از گسترنده یک منحنی در صفحه، به مطالعه هندسه آن می‌پردازیم. منحنی در صفحه ‎$\gamma$‎ با انحنائ ‎‎κ را در نظر بگیرید. اگر f‎ تابع هموار و حقیقی مقدار باشد در این صورت منحنی فضایی ‎$\gamma_{f}$‎ را به گونه ای تعریف می‌کنیم که تعمیم گسترنده ‎$\gamma$‎ باشد. فرایند دستیابی به این منحنی از طریق معرفی رویه زاویه ای می‌باشد. در قضیه ‎\ref{sing}‎ نشان داده شده که نقاط تکینگی ‎$\gamma_{f}$‎ متناظر با نقاط راسی ‎$\gamma$‎ بوده و مستقل از انتخاب تابع ‎$f$‎ هستند. در چنین نقاطی، منحنی تعمیم یافته دارای تکینگی از نوع کاسپ معمولی است اگر و تنها اگر منحنی ‎$\gamma$ ‎ ‎ در ‎$s=s_0$‎ دارای راس معمولی باشد. همچنین در ادامه، تماس منحنی گسترنده تعمیم یافته ‎$\gamma_f$‎ با کره و صفحه مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این با معرفی نوعی منحنی موازی، خواص هندسی آن را مورد مطالعه قرار می‌دهیم.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Generalized Evolutes of Planar Curves and its Properties

نویسندگان English

Esmaeil Azizpour 1
Mostafa Salari noghabi 2
1 University of Guilan
2 Departamento de Matematica, Universidade Federal de Vicosa, Brazil
چکیده English

In this ‎paper‎, we present a generalization of the evolute of a curve in the plane and study its geometry. Consider a curve in the plane, denoted by ‎‎$‎\gamma‎$‎, with curvature ‎$‎\kappa‎$‎. If ‎‎f‎‎ is a smooth real-valued function, we define the spatial curve ‎$‎\gamma_{f}‎$‎ in such a way that it ‎is the ‎generalization of the evolute of ‎$‎\gamma‎$‎. The process of obtaining this curve is through the introduction of an angular ‎surface‎. Theorem 2 shows that the singular points of ‎$‎\gamma_{f}‎$‎ correspond to the vertices of ‎$‎\gamma‎$‎ and are independent of the choice of the function ‎$‎f‎$‎. In such points, the generalized evolute has a cusp singularity if and only if the curve ‎$‎\gamma‎$‎ has a regular vertex at ‎$‎s=s_0‎$‎. Furthermore, we investigate the contact of the generalized evolute ‎$‎\gamma_f‎$‎ with a sphere and a plane. Additionally, by introducing a certain type of parallel curve, we study its geometric properties.

کلیدواژه‌ها English

singularites of differentiable mappings
curve
flattening
[1] Bruce, J. W. and Giblin, P. J., 1992. Curves and Singularities. Cambridge University Press.
DOI:10.1017/CBO9781139172615
[2] Dias, F. S., 2015. Projection of generic 1 and 2-parameter families of space curves. Hokkaido Math. J., 44, pp. 221–250. DOI: 10.14492/hokmj/1470053292
[3] Encheva, R.P. and Georgiev, G.H., 2009. Similar Frenet Curves. Results Math., 55, pp. 359-372.
DOI:10.1007/s00025-009-0407-8
[4] Giblin, P. J. and Warder, J. P., 2014. Evolving Evolutoids. Am. Math. Mon., 121, pp. 871-889.
DOI:10.4169/amer.math.monthly.121.10.871
[5] Gray, A., Abbena, E. and Salamon, S., 2006. Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces with Mathematica. Third edition. Studies in Advanced Mathematics. Chapman and Hall/CRC. Boca Raton FL.
[6] Lewis, W. J., 2016. Mathematical model of a momentless arch. Proc. R. Soc. Lond. A, 472, pp. 1-14. DOI: 10.1098/rspa.2016.0019
[7] Liu, Y. Hung, C. and Chang, Y. , 2010. Study on involute of circle with variable radii in a scroll
compressor. Mech. Mach. Theory, 45, pp. 1520-1536. DOI:10.1016/j.mechmachtheory.2010.07.001
[8] Radzevich, S. P., 2018. Theory of Gearing: Kinematics, Geometry, and Synthesis. Second Edition, CRC Press. Boca Raton FL. DOI: 10.1201/9781003311744
[9] Uribe-Vargas, R., 2005. On vertices, focal curvatures and differential geometry of space curves. Bull. Braz. Math. Soc., 36, pp. 285-307. DOI: 10.1007/s00574-005-0040-4
[10] Nuno Ballesteros, J. J. and Romero-Fuster, M. C., 1992. Global bitangency properties of generic closed space curves. Math. Proc. Camb. Soc., 112, pp. 519–526. DOI: 10.1017/S030500410007119X
[11] Nuno Ballesteros, J. J. and Romero-Fuster, M. C., 1992. Generic 1-parameter families of closed
space curves. Contemp. Math., 161, pp. 259–270.
[12] Wang, Y., Chang, Y. and Liu, H., 2021. Generalized evolutes of planar curves. Int. J. Geom. Methods Mod. Phys., 18, pp. 2150222. DOI: 10.1142/S0219887821502224 
 

  • تاریخ دریافت 20 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 12 آذر 1403