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Evolute

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Die Evolute einer ebenen Kurve ist die Bahn, auf der sich der Mittelpunkt des Krümmungskreises bewegt, wenn der Berührpunkt auf der Kurve entlang wandert.

Zur nebenstehenden Figur: K, K1, K2,... sind die Krümmungskreise zu der Normalparabel in den Punkten S, P1, P2... Ihre Mittelpunkte M, M1, M2,... bilden die Evolute zu der Normalparabel. Der rechte Ast der Evolute entsteht, wenn die Parabelpunkte P nach links wandern.

Für eine ebene Kurve mit der Parameterdarstellung

 \vec x(t)\,= \, \begin{pmatrix} x_1(t) \\ x_2(t) \end{pmatrix}\,

ist die Parameterdarstellung der Evoluten  \vec u(t)\, = \,\begin{pmatrix} u_1(t) \\ u_2(t) \end{pmatrix}\, gegeben durch die Koordinaten des Krümmungsmittelpunkts

u_1 = x_1 - \frac{x_2'(t)(x_1'(t)^2+x_2'(t)^2)}{x_1'(t) x_2''(t) - x_1''(t)x_2'(t)} und
u_2 = x_2 + \frac{x_1'(t)(x_1'(t)^2+x_2'(t)^2)}{x_1'(t) x_2''(t) - x_1''(t)x_2'(t)}.

Die Ausgangskurve, aus der eine Evolute entsteht, heißt (mit Hinblick auf die Evolute) deren Involute oder deren Evolvente.

Evoluten bekannter Kurven

Weblinks

Wikipedia
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