(1)
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称为平均曲率。设 和
为对应于主曲率的半径,则平均曲率
的倒数由调和平均数的倒数给出,
(2)
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用高斯曲率 表示,
(3)
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在 中,正则曲面在点
处的平均曲率正式定义为
(4)
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其中 是形状算子,
表示矩阵的迹。对于具有
的蒙日 patch,
(5)
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(Gray 1997, 第 399 页)。
如果 是正则 patch,则平均曲率由下式给出
(6)
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其中 、
和
是第一基本形式的系数,
、
和
是第二基本形式的系数(Gray 1997, 第 377 页)。它也可以写成
(7)
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Gray (1997, 第 380 页)。
高斯曲率和平均曲率满足
(8)
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仅在脐点处等号成立,因为
(9)
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如果 是正则曲面
上的一个点,并且
和
是
在
处的切向量,那么
在
处的平均曲率与形状算子
的关系为
(10)
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设 是
上的一个非零向量场,它处处垂直于
,并设
和
是
的切向量场,使得
,则
(11)
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(Gray 1997, 第 410 页)。
Wente(1985, 1986, 1987)发现了一个具有恒定平均曲率的非球面有限曲面,该曲面由自相交的三叶环形曲面组成。存在一族这样的曲面。