主題
Search

加百列號角


GabrielsHorn

加百列號角,也稱為托里切利小號,是函式 y=1/xx 旋轉的旋轉曲面,其中 x>=1。 因此,它由引數方程給出

x(u,v)=u
(1)
y(u,v)=(acosv)/u
(2)
z(u,v)=(asinv)/u.
(3)

關於這個曲面令人驚訝的事情是它(為方便起見,這裡取 a=1)具有有限的體積

V=int_1^inftypiy^2dx
(4)
=piint_1^infty(dx)/(x^2)
(5)
=pi,
(6)

但是具有無限的表面積,因為

S=int_1^infty2piysqrt(1+y^'^2)dx
(7)
>2piint_1^inftyydx
(8)
=2piint_1^infty(dx)/x
(9)
=2pi[lnx]_1^infty
(10)
=2pi[lninfty-0]
(11)
=infty.
(12)

這導致了一個悖論性的結果,雖然加百列號角可以用 pi 立方單位的油漆填充,但需要無限數量的平方單位的油漆來覆蓋其表面!

第一基本形式的係數是:

E=1+(a^2)/(u^4)
(13)
F=0
(14)
G=(a^2)/(u^2)
(15)

以及第二基本形式的係數是

e=-(2a)/(usqrt(a^2+u^4))
(16)
f=0
(17)
g=(au)/(sqrt(a^2+u^4)).
(18)

高斯曲率和平均曲率是

K=-(2u^6)/((a^2+u^4)^2)
(19)
H=(u^7-a^2u^3)/(2a(a^2+u^4)^(3/2)).
(20)

高斯曲率可以隱式地表示為

 K(x,y,z)=-(2x^2)/(2a^2+x^4+(y^2+z^2)^2).
(21)

另請參閱

漏斗, 偽球面

使用 探索

請引用為

Weisstein, Eric W. “加百列號角。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/GabrielsHorn.html

主題分類