大学生数学竞赛微分几何部分

第五届

\Gamma是三维欧式空间中一张平面上的一条抛物线,l\Gamma的准线。将\Gamma绕其准线l旋转一周,得到旋转面S。求S的两个主曲率的比值。

第六届

设三维空间的曲面S满足
(1)P_{0}=(0,0,-1) \in S
(2)对任意P \in S, \quad|\vec{O P}| \leq 1,其中O是原点
证明:曲面SP_0Gauss曲率K(P_0)\geq 1

第七届

\gamma(s),s\in[0,l]是空间中的一条光滑闭曲线,以弧长为参数,且曲率k>0。设\beta:[0,l]\rightarrow S^2为单位球面上由\gamma(s)的单位主法向量构成的一条简单闭曲线B。证明:B将球面分成面积相等的两个部分。

第八届

S为三维欧式空间的一张连通光滑的正则曲面,过S上每一点都存在不同的三条直线落在曲面S上。
证明:S是平面的一部分

第九届

已知椭圆柱面S
\mathbf{r}(u, v)=\{a \cos u, b \sin u, v\}, \quad-\pi \leqslant u \leqslant \pi, \quad-\infty<v<+\infty
(1)求S上任意测地线的方程;
(2)设a=bP=(a,0,0),Q=(a\cos u_0,a\sin u_0)(-\pi<u_0<\pi,-\infty<v_0<+\infty)。写出S上连接P,Q两点的最短曲线的方程。

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