Foro de preguntas y respuestas de matemáticas, de cualquier nivel. Cuánto más interesantes, divertidas o intrépidas, mejor.
Aviso: Te invitamos a conocer la página de Facebook de la UCIM

Ganas puntos al hacer preguntas, contestarlas y, sobre todo, si tu respuesta es seleccionada como la mejor.
Registrate como usuario para participar en el foro. También puedes utilizar tu identidad de FB Utiliza el botón azul para ingresar (si usas tu identidad de FB y estás logeado en FB, automáticamente te reconoce).

El irracional tiene una página en FB. El Irracional






+1 voto

Hola:

Supongamos que $\alpha$ es una curva cerrada simple regular suave en $\mathbb{R}^2$ que satisface

$\kappa + \dfrac{\alpha\cdot N}{2} = 0$,

donde $N$ representa al vector normal. Debo demostrar que $\alpha$ es un círculo de radio $\sqrt{2}$. 

Podemos suponer que está parametrizada por longitud de arco porque la curvatura y el vector normal no dependen de la parametrización. 

Una primera idea es despejar

$\kappa = -\dfrac{\alpha\cdot N}{2}$

y derivar para obtener

$\kappa'(t) = -\dfrac{\alpha'\bullet N + \alpha\bullet N'}{2} = \dfrac{\kappa \alpha\bullet\alpha'}{2}$,

de donde podemos tener

$\dfrac{\kappa'}{\kappa} = \dfrac{d}{dt}\dfrac{|\alpha|^2}{4}$

al menos donde la curvatura no se anule e integrando

$\kappa(t) = C\exp\left(|\alpha|^2\right)$.

Pero no tengo idea como esto me ayuda a demostrar que $\kappa$ es constante o bien que $|\alpha|^2$ es constante. 

Por otra parte, podemos considerar la ecuación $F(t) = |\alpha(t)|^2$ y tratar de demostrar que su derivada es cero. Derivando esta ecuación obtenemos que

$G(t) = F'(t) = 2\alpha\bullet\alpha'$

y derivando de nuevo tenemos

$G'(t) = 2 + 2 \alpha\bullet\alpha'' = 2 + 2\kappa (\alpha\bullet N) = 2 - 4\kappa^2$

La última igualdad es usando la hipótesis. Es decir que

$G'(t) + 4\kappa^2 = 2$,

o cual se ve muy bien si puedo demostrar que $G'(t) = 0$ pero no se como (además, de allí sale que la curvatura es $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ que me da el radio deseado). No se qué más hacerle, no se me ha ocurrido nada nuevo. ¿Alguna sugerencia de cómo acabar?

por (5,8m puntos) en Preguntas
Licencia Creative Commons
Este obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 México.

powered by UCIM  -  Aviso de privacidad

...