Пример 3. Найти координаты центра кривизны и построить кривую и круг кривизны кривой:
1)
в ее вершине;
2)
в точке, где
.
Решение. 1) Данное уравнение определяет параболу, ось которой параллельна оси
. Найдем ее вершину как точку, где касательная параллельна оси
, т. е. где
:
при
Далее по формулам



находим координаты центра кривизны
данной параболы в ее вершине (2; 4)
и строим параболу и круг кривизны в ее вершине (рис. 82).
2) Находим производные
, их значения при
:
и по формулам (2) координаты центра кривизны

Затем строим данную циклоиду, ее точку
, где
, найденный центр кривизны
и круг кривизны (рис. 83).
Пример 4. В каких точках параболы
радиус кривизны равен единице?Решение. Находим производные
и по формуле (1)![\displaystyle K=\frac{\left | y'' \right |}{\left [ 1+(y')^{2}\right ]^{\frac{3}{2}}}=\frac{\left | \dot{x}\ddot{y}-\dot{y}\ddot{x} \right |}{(\dot{x}^{2}+\dot{y}^{2})^{\frac{3}{2}}}, \; \; \; \; (1)](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_ccb926d5288bc7fc10b1908902ef4107.gif)
радиус кривизны параболы в любой ее точке с абсциссой
:
Полагая
, получим абсциссы искомых точек
Пример 5. В какой точке кривая
имеет наибольшую кривизну?Решение. Находим производные
и кривизну данной кривой в любой точке:
Далее ищем наибольшее значение функции
, которая определена и непрерывна на всей числовой оси:
при
т.е. в единственной точке
. Определяя знаки
слева и справа от этой критической точки: , устанавливаем, что она является точкой максимума функции
. Поскольку
есть единственная точка экстремума непрерывной функции
во всем интервале
, то в этой точке она достигает и своего наибольшего значения. Следовательно, искомая точка есть
. (Ордината этой точки вычислена из данного уравнения кривой по известной ее абсциссе.)
Пример 6. Найти уравнение эволюты кривой и построить кривую и ее эволюту:
1)
; 2)
.
Решение. 1) Из данного уравнения параболы находим производные:
и по формулам (2) находим координаты любой точки на ее эволюте:



Это параметрические уравнения эволюты. Исключая из них параметр
, получим
— уравнение полукубической параболы. Данная парабола и найденная ее эволюта изображены на рис. 84.
2) Из уравнений эллипса найдем производные
и по формулам (2) получим, после упрощений, параметрические уравнения эволюты эллипса
где
Эллипс и его эволюта построены на рис. 85.

