外擺線是由半徑為
的圓上一點
在半徑為
的圓外部滾動時所描繪的路徑。因此,外擺線是 外旋輪線,其中
。外擺線由引數方程給出
可以透過計算匯出極座標方程
因此
![r^2=x^2+y^2=(a+b)^2+b^2-2b(a+b){cos[(a/b+1)phi]cosphi+sin[(a/b+1)phi]sinphi}.](/images/equations/Epicycloid/NumberedEquation1.svg) |
(5)
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但是
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(6)
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因此
請注意,
是這裡的引數,不是極角。從中心開始的極角是
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(9)
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為了在外擺線中得到
個尖點,
,因為這樣
次
的旋轉會將邊緣上的點帶回到其起始位置。
因此
具有一個尖點的外擺線稱為心臟線,具有兩個尖點的外擺線稱為腎臟線,具有五個尖點的外擺線稱為毛茛線。
外擺線也可以透過從圓的直徑開始構造,並沿圓周以等弧長的一系列步長偏移一端,同時沿圓周以
倍大的步長偏移另一端。在圍繞圓一週後,會產生
尖點外擺線的包絡線,如上圖所示(Madachy 1979)。
外擺線具有撓率
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(16)
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並滿足
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(17)
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其中
是曲率半徑 (
)。
另請參見
心臟線,
環面,
擺線,
外擺線漸屈線,
外擺線漸伸線,
外擺線踏瓣曲線,
外旋輪線,
內擺線,
腎臟線,
毛茛線
使用 探索
參考文獻
Beyer, W. H. CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 217, 1987.Bogomolny, A. "Cycloids." http://www.cut-the-knot.org/pythagoras/cycloids.shtml.Lawrence, J. D. A Catalog of Special Plane Curves. New York: Dover, pp. 160-164 and 169, 1972.Lemaire, J. Hypocycloïdes et epicycloïdes. Paris: Albert Blanchard, 1967.MacTutor History of Mathematics Archive. "Epicycloid." http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Epicycloid.html.Madachy, J. S. Madachy's Mathematical Recreations. New York: Dover, pp. 219-225, 1979.Smith, D. E. History of Mathematics, Vol. 2: Special Topics of Elementary Mathematics. New York: Dover, p. 328, 1958.Wagon, S. Mathematica in Action. New York: W. H. Freeman, pp. 50-52, 1991.Yates, R. C. "Epi- and Hypo-Cycloids." A Handbook on Curves and Their Properties. Ann Arbor, MI: J. W. Edwards, pp. 81-85, 1952.
以此引用
Weisstein, Eric W. "外擺線。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/Epicycloid.html
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