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心形曲線


HeartCurves

有許多數學曲線可以產生心形,上面展示了一些。 “第零”曲線是一個旋轉的心臟線(其名稱意為“心形”),由極座標方程給出

 r(theta)=1-sintheta.
(1)

第一個心形曲線是透過取y=0橫截面並將z座標重新標記為y得到的,從而得到 6 階代數方程

 (x^2+y^2-1)^3-x^2y^3=0.
(2)

第二個心形曲線由引數方程給出

x=sintcostln|t|
(3)
y=|t|^(0.3)(cost)^(1/2),
(4)

其中t in [-1,1] (H. Dascanio, 私人通訊, 2003年6月21日)。

第三個心形曲線由下式給出

 x^2+[y-(2(x^2+|x|-6))/(3(x^2+|x|+2))]^2=36
(5)

(P. Kuriscak, 私人通訊, 2006年2月12日)。這個心形曲線的每一半都是 6 階代數曲線的一部分。

HeartCurve5

第四個曲線是極座標曲線

 r(theta)=2-2sintheta+sintheta(sqrt(|costheta|))/(sintheta+1.4)
(6)

來自匿名來源,並於 2010 年 2 月初從 的日誌檔案中獲得。這個心形曲線的每一半都是 12 階代數曲線的一部分,因此整個曲線是 24 階代數曲線的一部分。

第五個心形曲線可以引數化定義為

x=16sin^3t
(7)
y=13cost-5cos(2t)-2cos(3t)-cos(4t).
(8)

第六個心形曲線由簡單的表示式給出

 x^2+[y-(x^2)^(1/3)]^2=1,
(9)

(由 J. Schroeder 在賀卡上註明,私人通訊,2021年10月16日)。當使用比例引數ab正確無量綱化後,曲線變為

 (x/a)^2+[y/b-((x/a)^2)^(1/3)]^2=1,
(10)

這可以寫成關於xy六次方程

第七個心形曲線可以引數化定義為

x=-sqrt(2)sin^3t
(11)
y=2cost-cos^2t-cos^3t,
(12)

這是透過修改腎臟線的引數方程而產生的 (J. Mangaldan, 私人通訊, 2023年2月14日)。

這些心形的面積是

A_0=3.661972725...
(13)
A_1=3/2pi
(14)
A_2=0.237153845...
(15)
A_3=36pi
(16)
A_4=12.52...
(17)
A_5=180pi
(18)
A_6=7.687...
(19)
A_7=(9pi)/(4sqrt(2)),
(20)

其中A_4可以以閉合形式給出,作為超幾何函式反三角函式伽瑪函式的複雜組合。

BonneProjection

Bonne 投影是一種地圖投影,它將球體的表面對映到如上所示的心形區域。


另請參閱

Bonne 投影, 心臟線, 心形曲面, Watt's 曲線

使用 探索

引用為

Weisstein, Eric W. "心形曲線。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/HeartCurve.html

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