总曲率为 6π 的曲线,曲线的指数/转数为 3,关于 p 点有绕数 2。
在数学 中的曲线微分几何 的研究中,一个浸入 在平面上的曲线的总曲率 是曲率 的曲线积分:
∫
a
b
k
(
s
)
d
s
.
{\displaystyle \int _{a}^{b}k(s)\,ds.}
闭曲线的总曲率是 2π 的整数倍,该整数称为曲线的指数 或转数 。其中转数 是单位切向量关于起点的绕数 ,或者等价的高斯映射 的次数。
局部不变量曲率和整体拓扑不变量指数的关系是高维黎曼几何 的代表性结果,如高斯-博內定理 。
不变量
根据惠特尼-格劳斯坦定理 ,总曲率在曲线的正则同伦 下不变:总曲率是高斯映射 的次数。然而,它不是同伦下的不变:经历一个扭结将会更改转折点的数目。
相反,关于曲线外一点的绕数 在同伦下不变。对于曲线上的点绕数 将改变1。
参考资料
Kuhnel, Wolfgang, Differential Geometry: Curves - Surfaces - Manifolds 2nd, American Mathematical Society, 2005, ISBN 978-0821839881 (translated by Bruce Hunt)
Milnor, John W. , On the Total Curvature of Knots , The Annals of Mathematics, Second Series, 1950, 52 (2): 248–257 [2010-04-13 ] , doi:10.2307/1969467 , (原始内容存档 于2020-02-25)
Sullivan, John M., Curves of finite total curvature, 2007, .