гауссова кривизна, одна из мер искривления поверхности в окрестности какой-либо её точки, равная произведению главных кривизн (см. Кривизна). Для плоскости (а также для любой развёртывающейся линейчатой поверхности) она обращается в нуль. Для сферы она постоянна и равна обратной величине квадрата радиуса сферы. В случае поверхности, имеющей вид автомобильной шины (тор), П. к. отрицательна в точках, прилегающих к колесу, и положительна в наружных точках.

Если окрестность данной точки Р на поверхности отобразить на сферу единичного радиуса, ставя в соответствие каждой точке окрестности конец радиуса, направленного так же, как вектор нормали к поверхности в рассматриваемой точке, то отношение площади полученной части сферы к площади окрестности на поверхности будет стремиться к П. к., если окрестность будет стягиваться к точке Р. Для того чтобы это утверждение было верным во всех случаях, нужно при подсчёте площадей на сфере приписывать им знаки + или - в зависимости от направления обхода границы на сфере при определённом направлении обхода области на поверхности.

П. к. остаётся неизменной при изгибании поверхности, т. е. при такой её деформации, при которой длины линий на поверхности не изменяются. См. Поверхностей теория.

радиус круга кривизны (См. Кривизна) в данной точке кривой.

1. см. КРИВОЙ
.

2. кривое, изогнутое место.

поверхности в данной её точке Р, полусумма главных кривизн поверхности в этой точке (см. Дифференциальная геометрия). Если Е, F, G - коэффициенты первой основной квадратичной формы поверхности, a L, М, N - коэффициенты её второй основной квадратичной формы, то средняя кривизна Н может быть вычислена по формуле:

.

Равенство нулю С. к. в каждой точке поверхности означает, что поверхность является минимальной поверхностью (См. Минимальные поверхности).

КРИВИЗН'А, кривизны, ·жен.

1. только ед. ·отвлеч. сущ. к кривой
; искривленность, перекошенность.

2. Искривленное, кривое место.

величина, характеризующая отклонение кривой (поверхности) от прямой (плоскости). Отклонение дуги MN кривой L от касательной МР в точке М можно охарактеризовать с помощью т. н. средней кривизны k_cp этой дуги, равной отношению величины ее угла между касательными в точках М и N к длине Δs дуги MN:

.

Для дуги окружности средняя кривизна равна обратной величине радиуса этой окружности и, т. о., наглядно характеризует степень искривлённости окружности - с уменьшением радиуса увеличивается искривлённость дуги.

Предельное значение средней кривизны при стремлении точки N кривой к точке М, т. е. при Δs→0, называется кривизной k кривой L в точке М:

.

Величина R, обратная кривизне, обычно называется радиусом кривизны кривой L в точке М.

Если кривая L является графиком функции у = f (x), то кривизна k этой кривой может быть вычислена по формуле

.

Кривизна k кривой L представляет собой, вообще говоря, функцию длины дуги s, отсчитываемой от некоторой точки М этой кривой. Если для двух плоских кривых L₁ и L₂ К. как функции длины дуги одинаковы, то кривые L₁ и L₂ конгруэнтны - они могут быть совмещены движением. Поэтому задание К. плоской кривой как функции длины дуги обычно называется натуральным (внутренним) уравнением этой кривой.

Для характеристики отклонения пространственной кривой L от плоскости вводят понятие т. н. кручения (См. Кручение), которое иногда называют второй К. Кручение σ в точке М кривой определяется как предел отношения угла β между соприкасающимися плоскостями (См. Соприкасающаяся плоскость) к кривой в точках М и N к длине Δs дуги MN при стремлении точки N к М:

.

При этом угол β считается положительным, если поворот соприкасающейся плоскости в N при стремлении N к М происходит против часовой стрелки при наблюдении из точки М. К. и кручение, заданные как функции длины дуги, определяют кривую L с точностью до положения в пространстве.

Исследование отклонения поверхности от плоскости может быть проведено следующим образом. Через нормаль в данной точке М поверхности проводят всевозможные плоскости. Сечения поверхности этими плоскостями называют нормальными сечениями, а кривизны нормальных сечений в точке М - нормальными кривизнами поверхности в этой точке. Максимальная и минимальная из нормальных кривизн в данной точке М именуются главными кривизнами. Если k₁ и к₂ - главные кривизны, то величины K=k₁․k₂ и Н = ¹/ ₂(k₁ + k₂) называют соответственно полной кривизной (См. Полная кривизна) (или гауссовой кривизной) и средней кривизной (См. Средняя кривизна) поверхности в точке М. Эти К. поверхности определяют нормальные К., поэтому могут служить характеристикой отклонения поверхности от плоскости. В частности, если К = 0 и Н = 0 во всех точках поверхности, то поверхность представляет собой плоскость.

Полная К. не меняется при изгибаниях поверхности (деформациях поверхности, не меняющих длин линий на ней). Если, например, полная К. равна нулю во всех точках поверхности, то каждый достаточно малый её кусок может быть изогнут на плоскость. Полная К. на поверхности без обращения к объемлющему пространству составляет объект т. н. внутренней геометрии поверхности. Средняя К. связана с внешней формой поверхности.

Понятие К. обобщается на объекты более общей природы. Например, понятие К. возникает в т. н. римановых пространствах (См. Риманово пространство), представляя собой меру отклонения этих пространств от евклидовых.

Лит.: Бляшке В., Дифференциальная геометрия и геометрические основы теории относительности Эйнштейна, пер. с нем., т.1, М.- Л., 1935; Рашевский П. К., Курс дифференциальной геометрии, 4 изд., М., 1956; Погорелов А. В., Дифференциальная геометрия, 5 изд., М., 1969.

Э. Г. Позняк.

Рис. к ст. Кривизна.