Parametrización de longitud de arco de geodésica en plano hiperbólico

Aquí hay una pregunta relacionada. Entonces tenemos H = { ( X , y ) R 2 : y > 0 } y definir la métrica gramo = 1 y 2 ( d X 2 + d y 2 ) . Sé que el círculo X 2 + y 2 = 1 , y > 0 es la imagen de una geodésica en H . Una parametrización obvia de esta curva es γ ( t ) = ( porque t , pecado t ) , t ( 0 , π ) . Entonces, calculando la longitud de esta curva en H , obtenemos

L ( γ ) = 0 π ( gramo γ ( t ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 = 0 π ( pecado t ) 2 + ( porque t ) 2 y γ ( t ) d t = 0 π csc t d t
pero esta última integral no converge.

Esto surgió cuando estaba tratando de calcular la parametrización de longitud de arco s ( t ) = 0 t ( gramo γ ( τ ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 encontrar t ( s ) , pero estaba encontrando que s ( t ) contenía un término divergente.

¿Qué estoy haciendo mal aquí?

Editar: Entonces me han señalado que esta curva tiene una longitud infinita, que es lo que indica el cálculo. Pero mi pregunta es esta:

El parámetro de longitud de arco aquí es

s ( t ) = 0 t ( gramo γ ( τ ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 = 0 t csc τ d τ
que tampoco converge. Supongo que la idea es que la longitud desde cualquier punto de la geodésica hacia el X -axis es infinito, ya que se va al infinito, lo que supongo que tiene sentido como y 0 .

Entonces mi pregunta es, ¿cómo calculamos s ( t ) y su inversa? ¿Simplemente elegimos cualquiera? t 0 para el límite inferior de la integral?

¿Por qué esperarías que tuviera una longitud finita?
Probablemente nada. La longitud de esa geodésica es
@Chappers Thomas Oh. Bueno, eso explicaría esa pregunta. ¡Gracias! Ahora, la pregunta que tenía era que, al calcular la parametrización de la longitud del arco, todavía obtienes un término divergente.

Respuestas (1)

La geodésica semicircular en este modelo es el análogo de una línea recta infinitamente extendida en el espacio euclidiano. Intentar parametrizarla comenzando en un punto final es lo mismo que intentar parametrizar una línea euclidiana comenzando en el infinito; realmente no tiene sentido. Lo que debe hacer es elegir su parámetro para que sea cero en algún punto intermedio ( ( X , y ) = ( 0 , 1 ) tiene más sentido) e integre desde allí, de modo que los dos extremos del semicírculo correspondan a su parámetro que va a ± .

¡Gracias! Entonces, con esto en mente, calculé s ( t ) = en | csc t cuna t | , pero tengo problemas para calcular la función inversa t ( s ) . ¿Cualquier sugerencia?
C s C ( t ) C o t ( t ) = t a norte ( t / 2 ) .
Identidades trigonométricas, por supuesto. ¡Gracias por toda tu ayuda!