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martialvv

铁虫 (初入文坛)

[求助] 怎样求满足这些条件的平面曲线方程? 已有4人参与

我想求满足如下这些条件的曲线方程,是在xy平面内的:
1)A(x1,y1)和B(x2,y2)是已知点,f(x,y)是要求曲线;
2) f 过点A和B;
3)f在点A处的切向量是va=(vax,vay), 在点B处的切向量是vb=(vbx,vby), 这两个向量的模是1.
我想应该是有一族曲线满足这些条件,所以我再加一个条件:
4) f 从A到B或者从B到A的积分为最小。
请问怎么求解 f ? 如果这些已知条件是符号不太方便解,可以假设数值举例,比如 A=(0,0), B=(1,2), va=(-1,0), vb=(0,1).
多谢。
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Boncourage!
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wurongjun

专家顾问 (职业作家)

引用回帖:
8楼: Originally posted by martialvv at 2014-03-04 16:56:19
谢谢,你的答案给我提示了另外一个考虑的方向,我需要去读一下这方面的书,不过还有几个问题:在切向量上加入因子系数再通过条件确定是什么意思,是x,y对t求导然后乘一个系数吗?还有这种方法是否可以数学地证明确 ...

就是说满足条件1,2,3的曲线里面还可以有两个自由参数!再通过条件4确定参数值!
善恶到头终有报,人间正道是沧桑.
10楼2014-03-04 21:15:17
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
下面是个人的一点想法,不知对不对,全当抛砖引玉了。
个人认为这就是一个变分问题:min{Integral{f(x,y)*dx, xA, xB}}.
假设这个曲线存在,为f(x,y)=0,
根据变分法中的E-L方程:
Pf(x,y)/Py - d[Pf(x,y)/Py']/dx=0
由于f(x,y)不含y',故方程中的后一项为零。
Pf(x,y)/Py =0,积分后得到:
f(x,y)=g(x),其中g(x)为x的任意函数,即f只是x的函数,与y无关。
如此看来,此曲线不存在。
2楼2014-02-26 22:11:52
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martialvv

铁虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by peterflyer at 2014-02-26 22:11:52
下面是个人的一点想法,不知对不对,全当抛砖引玉了。
个人认为这就是一个变分问题:min{Integral{f(x,y)*dx, xA, xB}}.
假设这个曲线存在,为f(x,y)=0,
根据变分法中的E-L方程:
Pf(x,y)/Py - d/dx=0
由于f(x ...

谢谢你提供这样一种思考方式。但是我觉得这样的曲线我们是可以画出来的,比如某种特定情况下就是圆的一段弧,如果在两个点处的切向量方向相同且在他们的连线上,那最短就是他们之间的线段,只是在普遍的情况下,我不知道该怎么求方程。我感觉应该是存在的吧,有时而且不止一条(也就是从不同的路径积分结果是一样的且最小的)。
Boncourage!
3楼2014-02-27 16:50:31
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1234spring

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
你可以查一下微分几何的曲线论相关知识,应该是测地线最短
4楼2014-02-27 23:03:57
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