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Der neue Kontrollpunkt

Der neue Kontrollpunkt $\widetilde{\mbox{\bf d}}_{r_1 r_2}$ soll so gewählt werden, daß die neue Fläche $\widetilde{\mbox{X}}$ die Biegeenergie minimiert. Diese quadratische Darstellung hat ein eindeutiges Minimum $\widetilde{\mbox{\bf d}}_{r_1 r_2}$, das bestimmt wird durch


\begin{displaymath}
\frac{
\partial \mbox{\bf Q}_2(\widetilde{\mbox{\bf d}}_{r_1...
...bf d}}_{r_1 r_2}
}
\buildrel \hbox{\large !} \over = 0
\;\;\;.
\end{displaymath} (7)

Die Bedingung (7) kann explizit nach dem Kontrollpunkt $\widetilde{\mbox{\bf d}}_{r_1 r_2}$ aufgelöst werden, und wir erhalten


\begin{displaymath}
\widetilde{\mbox{\bf d}}_{r_1 r_2} =
{\lower 2.1mm \hbox{$\...
...) \neq (r_1,r_2)}
}$}}
\gamma_{i j}\;\bar{\mbox{\bf d}}_{i j}
\end{displaymath} (8)

mit den Faktoren


\begin{displaymath}
\gamma_{i j} = - \frac{
U_{ir_1}^{22} V_{jr_2}^{00} +
2\;
U_...
...1r_1}^{11} V_{r_2r_2}^{11} +
U_{r_1r_1}^{00} V_{r_2r_2}^{22}
}
\end{displaymath}

und den Abkürzungen


$\displaystyle U_{ij}^{rs}$ $\textstyle =$ $\displaystyle \int_{u_0}^{u_1}\;N_{ik}^{(r)}(u)\;N_{jk}^{(s)}(u)\;du$  
      (9)
$\displaystyle V_{ij}^{rs}$ $\textstyle =$ $\displaystyle \int_{v_0}^{v_1}\;N_{il}^{(r)}(v)\;N_{jl}^{(s)}(v)\;dv$  

sowie für die Grenzen der Summen und Integrale

\begin{eqnarray*}
i_0 = \max\{0,r_1-k+1\} \;\;&;&\;\; i_1 = \min\{r_1+k-1,n\}\\ ...
...x\{v_{r_2},v_{l-1}\} \;\;&;&\;\; v_1 = \min\{v_{r_2+l},v_{m+1}\}
\end{eqnarray*}

Es kann gezeigt werden, daß der neue Kontrollpunkt eine affine Kombination der Nachbarkontrollpunkte ist, da


\begin{displaymath}
{\lower 2.1mm \hbox{$\matrix{
{\displaystyle \sum_{i=i_0}^{...
...\cr
{\scriptstyle (i,j) \neq (r_1,r_2)}
}$}}\gamma_{i j} = 1
\end{displaymath} (10)

gilt. Diese Eigenschaft (10) kann genutzt werden, um die Berechnung der Integrale zu kontrollieren. Diese können z.B. exakt mit Hilfe der Gauß-Quadratur berechnet werden (s.a. [15]).