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圓柱-圓柱 相交


Cylinder-Cylinder Intersection

考慮如上圖所示的兩個圓柱體(Hubbell 1965),其中圓柱體的半徑為 r_1r_2,且 r_1<=r_2,較大的圓柱體沿 z-軸方向,並且兩個圓柱體的軸線以角度 beta 相交。那麼相交區域的體積由下式給出

V=8/(sinbeta)int_0^(r_1)sqrt((r_2^2-x^2)(r_1^2-x^2))dx
(1)
=(8r_2^3)/(sinbeta)int_0^kkE(k)dk
(2)
=(8r_2^3)/(sinbeta)[(1+k^2)E(k)-(1-k^2)K(k)]
(3)
=(2pir_1^2r_2)/(sinbeta)_2F_1(-1/2,1/2;2;k^2)
(4)
=(4pir_2^3)/(sinbeta)sum_(k=1)^(infty)(1/2; n)(1/2; n-1)k^(2n),
(5)

其中

 k=(r_1)/(r_2).
(6)

這裡,K(k)E(k) 分別是第一類第二類完全橢圓積分_2F_1(a,b;c;z) 是一個超幾何函式,而 (n; k) 是一個二項式係數

兩個(或三個)半徑相等的直圓柱以直角相交的交集被稱為施泰因梅茨體


另請參閱

圓柱, 施泰因梅茨體

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參考文獻

Hubbell, J. H. "Common Volume of Two Intersecting Cylinders." J. Research National Bureau of Standards--C. Engineering and Instrumentation 69C, 139-143, April-June 1965.

引用此文

Weisstein, Eric W. "Cylinder-Cylinder Intersection." 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/Cylinder-CylinderIntersection.html

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