對數螺線是一種螺線,其極座標方程由下式給出
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其中
是到原點的距離,
是從 x 軸的角度,
和
是任意常數。對數螺線也稱為生長螺線、等角螺線和奇異螺線。它可以引數化表示為
這種螺線與斐波那契數、黃金比例和黃金矩形有關,有時也稱為黃金螺線。
對數螺線可以透過從等距射線構造,方法是從一條射線上的一個點開始,並繪製到相鄰射線的垂線。隨著射線數量趨於無窮大,線段序列逼近光滑的對數螺線(Hilton et al. 1997,第 2-3 頁)。
對數螺線最早由笛卡爾於 1638 年和雅各布·伯努利研究。伯努利對螺線如此著迷,以至於他讓人將螺線刻在他的墓碑上(儘管雕刻師沒有將其繪製成真實形狀),並附上文字“eadem mutata resurgo”(“我將以同樣的方式復活,儘管已改變”)。托里切利獨立研究了它,並找到了曲線的長度(MacTutor Archive)。
半徑的變化率是
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並且在點
處,切線和徑向線之間的角度是
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因此,當
時,
,螺線逼近一個圓。
如果
是螺線上的任意點,則從
到原點的螺線長度是有限的。實際上,從點
沿半徑向量測得距離原點為
的點
,沿螺線從
到極點的距離恰好是弧長。此外,從原點出發的任何半徑與螺線相交的距離都成等比數列(MacTutor Archive)。
對數螺線的弧長(從原點
測量)、曲率和切線角由下式給出
則 Cesàro 方程由下式給出
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在球面上,類似物是斜航線。
另請參閱
阿基米德螺線,
黃金矩形,
黃金螺線,
對數螺線反射包絡線,
對數螺線漸屈線,
對數螺線反曲線,
對數螺線垂足曲線,
對數螺線徑向曲線,
老鼠問題,
螺線,
拖網漁船問題,
渦卷
使用 探索
參考文獻
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請引用為
Weisstein, Eric W. “對數螺線。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/LogarithmicSpiral.html
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