Un cercle de rayon roule sans glisser sur l’axe dans le sens des croissants. Soit C la courbe décrite par le point M lié à la circonférence qui, dans la position initiale, coı̈ncide avec l’origine O (cycloı̈de). Soit la position du point M quand le cercle a tourné d’un angle à partir de la position initiale et le point de contact correspondant entre la circonférence et l’axe .
Déterminer l’abscisse de et les coordonnées et du point . Montrer que la courbe C est périodique et représenter graphiquement la première période.
Déterminer, en fonction de , le vecteur tangent , le vecteur tangent unitaire , et l’élément de longueur .
Déterminer le vecteur normal unitaire et le rayon de courbure au point paramétré par . Montrer que le centre de courbure est situé sur la droite définie par et , et préciser sa position sur cette droite.
(facultatif) L’angle de rotation est défini en fonction du temps par la fonction . Calculer le vecteur vitesse du point M à l’instant . Montrer que s’exprime en fonction de , et , et donner un vecteur orthogonal au plan du mouvement tel que . Obtenir géométriquement à un instant donné quelconque le vecteur vitesse d’un point P quelconque de la circonférence.