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Weingarten equations

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171: 547: 401: 81: 618: 409: 263: 745: 166:{\displaystyle \mathbf {r} _{u}={\frac {\partial \mathbf {r} }{\partial u}},\quad \mathbf {r} _{v}={\frac {\partial \mathbf {r} }{\partial v}}} 558: 729: 709: 23:
give the expansion of the derivative of the unit normal vector to a surface in terms of the first derivatives of the
542:{\displaystyle \mathbf {n} _{v}={\frac {FN-GM}{EG-F^{2}}}\mathbf {r} _{u}+{\frac {FM-EN}{EG-F^{2}}}\mathbf {r} _{v}} 396:{\displaystyle \mathbf {n} _{u}={\frac {FM-GL}{EG-F^{2}}}\mathbf {r} _{u}+{\frac {FL-EM}{EG-F^{2}}}\mathbf {r} _{v}} 694: 231:
of this surface, respectively. The Weingarten equation gives the first derivative of the unit normal vector
228: 224: 27:
of a point on the surface. These formulas were established in 1861 by the German mathematician
725: 705: 672: 28: 24: 44: 675: 717: 196: 739: 648:
J. Weingarten (1861). "Ueber eine Klasse auf einander abwickelbarer Flächen".
680: 631:
are the components of the surface's second fundamental form (shape tensor).
613:{\displaystyle \partial _{a}\mathbf {n} =K_{a}^{~b}\mathbf {r} _{b}} 552:
This can be expressed compactly in index notation as
561: 412: 266: 84: 612: 541: 395: 165: 650:Journal für die Reine und Angewandte Mathematik 8: 47:that is parametrized by the position vector 35:Statement in classical differential geometry 702:Lectures on Classical Differential Geometry 604: 599: 589: 584: 572: 566: 560: 533: 528: 518: 485: 476: 471: 461: 428: 419: 414: 411: 387: 382: 372: 339: 330: 325: 315: 282: 273: 268: 265: 147: 141: 132: 127: 106: 100: 91: 86: 83: 640: 7: 704:, Dover Publications, p. 108, 563: 154: 144: 113: 103: 75:) be a point on the surface. Then 43:be a surface in three-dimensional 14: 746:Differential geometry of surfaces 176:are two tangent vectors at point 16:Equations used in vector calculus 695:Weingarten derivational formulas 600: 573: 529: 472: 415: 383: 326: 269: 239:in terms of the tangent vectors 148: 128: 107: 87: 125: 1: 223:) be the coefficients of the 724:, Dover Publications, 1991, 691:Encyclopedia of Mathematics 762: 700:Struik, Dirk J. (1988), 229:second fundamental forms 676:"Weingarten Equations" 614: 543: 397: 167: 722:Differential Geometry 615: 544: 398: 168: 559: 410: 264: 82: 21:Weingarten equations 597: 673:Weisstein, Eric W. 610: 580: 539: 393: 163: 592: 525: 468: 379: 322: 161: 120: 29:Julius Weingarten 753: 714: 686: 685: 658: 657: 645: 619: 617: 616: 611: 609: 608: 603: 596: 590: 588: 576: 571: 570: 548: 546: 545: 540: 538: 537: 532: 526: 524: 523: 522: 503: 486: 481: 480: 475: 469: 467: 466: 465: 446: 429: 424: 423: 418: 402: 400: 399: 394: 392: 391: 386: 380: 378: 377: 376: 357: 340: 335: 334: 329: 323: 321: 320: 319: 300: 283: 278: 277: 272: 172: 170: 169: 164: 162: 160: 152: 151: 142: 137: 136: 131: 121: 119: 111: 110: 101: 96: 95: 90: 761: 760: 756: 755: 754: 752: 751: 750: 736: 735: 712: 699: 671: 670: 667: 662: 661: 647: 646: 642: 637: 629: 598: 562: 557: 556: 527: 514: 504: 487: 470: 457: 447: 430: 413: 408: 407: 381: 368: 358: 341: 324: 311: 301: 284: 267: 262: 261: 256: 247: 153: 143: 126: 112: 102: 85: 80: 79: 45:Euclidean space 37: 25:position vector 17: 12: 11: 5: 759: 757: 749: 748: 738: 737: 734: 733: 718:Erwin Kreyszig 715: 710: 697: 687: 666: 663: 660: 659: 639: 638: 636: 633: 627: 622: 621: 607: 602: 595: 587: 583: 579: 575: 569: 565: 550: 549: 536: 531: 521: 517: 513: 510: 507: 502: 499: 496: 493: 490: 484: 479: 474: 464: 460: 456: 453: 450: 445: 442: 439: 436: 433: 427: 422: 417: 404: 403: 390: 385: 375: 371: 367: 364: 361: 356: 353: 350: 347: 344: 338: 333: 328: 318: 314: 310: 307: 304: 299: 296: 293: 290: 287: 281: 276: 271: 252: 243: 195:) be the unit 174: 173: 159: 156: 150: 146: 140: 135: 130: 124: 118: 115: 109: 105: 99: 94: 89: 36: 33: 15: 13: 10: 9: 6: 4: 3: 2: 758: 747: 744: 743: 741: 732:, section 45. 731: 730:0-486-66721-9 727: 723: 719: 716: 713: 711:0-486-65609-8 707: 703: 698: 696: 692: 688: 683: 682: 677: 674: 669: 668: 664: 655: 651: 644: 641: 634: 632: 630: 605: 593: 585: 581: 577: 567: 555: 554: 553: 534: 519: 515: 511: 508: 505: 500: 497: 494: 491: 488: 482: 477: 462: 458: 454: 451: 448: 443: 440: 437: 434: 431: 425: 420: 406: 405: 388: 373: 369: 365: 362: 359: 354: 351: 348: 345: 342: 336: 331: 316: 312: 308: 305: 302: 297: 294: 291: 288: 285: 279: 274: 260: 259: 258: 255: 251: 246: 242: 238: 234: 230: 226: 222: 218: 214: 210: 206: 202: 198: 197:normal vector 194: 190: 186: 181: 179: 157: 138: 133: 122: 116: 97: 92: 78: 77: 76: 74: 70: 66: 62: 58: 54: 50: 46: 42: 34: 32: 30: 26: 22: 721: 701: 690: 679: 653: 649: 643: 625: 623: 551: 253: 249: 244: 240: 236: 232: 220: 216: 212: 208: 204: 200: 192: 188: 184: 182: 177: 175: 72: 68: 64: 60: 56: 52: 48: 40: 38: 20: 18: 665:References 656:: 382–393. 689:Springer 681:MathWorld 564:∂ 512:− 495:− 455:− 438:− 366:− 349:− 309:− 292:− 235:at point 199:and let ( 155:∂ 145:∂ 114:∂ 104:∂ 740:Category 211:) and ( 59:). Let 728:  708:  624:where 591:  635:Notes 225:first 726:ISBN 706:ISBN 248:and 227:and 183:Let 39:Let 19:The 742:: 720:, 693:, 678:. 654:59 652:. 628:ab 257:: 219:, 215:, 207:, 203:, 191:, 180:. 71:, 63:= 55:, 31:. 684:. 626:K 620:, 606:b 601:r 594:b 586:a 582:K 578:= 574:n 568:a 535:v 530:r 520:2 516:F 509:G 506:E 501:N 498:E 492:M 489:F 483:+ 478:u 473:r 463:2 459:F 452:G 449:E 444:M 441:G 435:N 432:F 426:= 421:v 416:n 389:v 384:r 374:2 370:F 363:G 360:E 355:M 352:E 346:L 343:F 337:+ 332:u 327:r 317:2 313:F 306:G 303:E 298:L 295:G 289:M 286:F 280:= 275:u 270:n 254:v 250:r 245:u 241:r 237:P 233:n 221:N 217:M 213:L 209:G 205:F 201:E 193:v 189:u 187:( 185:n 178:P 158:v 149:r 139:= 134:v 129:r 123:, 117:u 108:r 98:= 93:u 88:r 73:v 69:u 67:( 65:P 61:P 57:v 53:u 51:( 49:r 41:S

Index

position vector
Julius Weingarten
Euclidean space
normal vector
first
second fundamental forms
Weisstein, Eric W.
"Weingarten Equations"
MathWorld
Weingarten derivational formulas
ISBN
0-486-65609-8
Erwin Kreyszig
ISBN
0-486-66721-9
Category
Differential geometry of surfaces

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