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Bogenlänge

Die Bogenlänge, auch Bogenlänge einer Kurve, bezeichnet die Länge einer Kurve im Raum oder in der Ebene und wird häufig mit s oder L notiert. Sie misst, wie weit sich ein Punkt auf der Kurve entlang der Kurve bewegt. In der Analysis wird sie als das Integral der Geschwindigkeit der Kurve definiert.

Für eine ebene, parametrische Kurve r(t) = (x(t), y(t)) mit t in einem Intervall [a, b] gilt die

s = ∫_a^b sqrt((dx/dt)^2 + (dy/dt)^2) dt.

Bei einer Kurve, die durch eine Funktion y = f(x) von x = a bis x = b beschrieben

s = ∫_a^b sqrt(1 + (f′(x))^2) dx.

In drei Dimensionen einer Kurve r(t) = (x(t), y(t), z(t)) lautet die Bogenlänge

s = ∫_a^b sqrt((dx/dt)^2 + (dy/dt)^2 + (dz/dt)^2) dt.

Besonders praktisch ist die Bogenlänge als Parameterisierung: Wird s als Parameter verwendet, ergibt sich eine Kurve

Anwendungen finden sich in Geometrie, Analysis, Physik und Computergrafik, etwa bei der Berechnung von Kurvenlängen, bei

Bogenlänge
wird,
ergibt
sich
aus
ds
=
sqrt(1
+
(f′(x))^2)
dx
die
Formel
r(s)
mit
der
Eigenschaft,
dass
der
Einheitsgeschwindigkeitsvektor
gilt,
also
|dr/ds|
=
1.
Für
eine
Gerade
zwischen
zwei
Punkten
A
und
B
entspricht
die
Bogenlänge
dem
ohnehin
bekannten
euklidischen
Abstand
AB.
der
Einheitsparametrisierung
von
Kurven
oder
beim
Vergleich
unterschiedlicher
Kurvenlängen.