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本文主要研究三维欧氏空间中圆纹曲面的几何性质。设n=n(s)为每个圆纹所在平面的单位法向量,则圆纹曲面S的参数方程可以表示为:其中a=n(s),b=n(s),c=n(s)^n(s),r(s)和p(s)分别为s-圆纹的圆心和半径,s为佗的弧长参数,t是s-圆纹的弧度。
选取标架{X;T,N,B},其中T=a,N=bcost+csint,B=-bsint+ccost。利用这个标架,计算曲面S的第一基本形式的系数E,F,G和第二基本形式的系数L,M,N。用[,,]表示R3中的混合积,且令W=EG-F2,则圆纹曲面S的平均曲率可以表示为其中H1=G[X8,Xt,X88]-2F[X8,Xt,X8t]+E[X8,XtXtt]。
接下来,研究平均曲率满足 H/t=0的圆纹曲面。直接计算可见 H/t=0等价于2H1tW-3H1Wt=0,所以只需研究满足后者的圆纹曲面。把2H1tW-3H1Wt展成关于t的Fourier展式,有系数EiEi是关于s的光滑函数。故2H1tW-3H1Wt=0当且仅当Eo=Ei=Fi=0,i=1,2,3,4.经过研究,我们得到了以下两个结论:
命题1 如果圆纹曲面S满足 H/=0,则S是球面或rank(φ2)=3。
注:φ2的具体表达式见本论文17页式(3.3.2)。
命题2 如果s是由位于平行平面里的单参数圆族生成的圆纹曲面,且 H/t=0,则S是旋转曲面或者黎曼极小曲面。
另外,在选取一个合适的标架,给出圆纹曲面的一个参数表示之后,我们还给出了一种求圆纹曲面腰线的方法,并求出了腰线的方程。