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馬克勞林三分曲線


MaclaurinTrisectrix

馬克勞林三分曲線是科林·馬克勞林於 1742 年首次研究的曲線。研究它的目的是為了解決古代幾何問題之一,特別是三等分角問題,因此得名三分曲線。馬克勞林三分曲線是一個逆反曲線,原點是一個叉點

馬克勞林三分曲線的笛卡爾方程為

 y^2=(x^2(x+3a))/(a-x),
(1)

引數方程

x=a(t^2-3)/(t^2+1)
(2)
y=a(t(t^2-3))/(t^2+1).
(3)

漸近線的方程為 x=a,環的中心位於 (-2a,0)。如果 P 是環上的一個點,使得直線 CP 與負 y 的夾角為 3alpha,則直線 OP 與負 y 的夾角為 alpha

馬克勞林三分曲線在極座標中表示為

r=-(2asin(3theta))/(sin(2theta))
(4)
=-[1+2cos(2theta)]sectheta.
(5)

極座標方程的另一種形式是極座標方程

 r^*=-asec(1/3theta),
(6)

這是沿 x 軸平移兩個單位的版本,因此原點位於環內。

曲線在原點的切線與 x 的夾角為 +/-60 degrees。環的面積弧長

A_(loop)=3sqrt(3)a^2
(7)
s_(loop)=-6iE(isinh^(-1)(sqrt(3)),1/3)a
(8)
=8.2446532...a
(9)

(OEIS A138499),其中 E(x,k)第二類橢圓積分

x 軸截距為 (-3a,0) (MacTutor Archive)。

馬克勞林三分曲線的弧長曲率切線角(在上面給出的引數表示中)為

s(t)=-3iaE(isinh^(-1)t,1/3)
(10)
kappa(t)=(24)/(asqrt(1+t^2)(9+t^2)^(3/2))
(11)
phi(t)=-1/2pisgn(t)+3tan^(-1)t-tan^(-1)(1/3t).
(12)

馬克勞林三分曲線是以拋物線焦點圓錐曲線準線上的反射為垂足的拋物線的垂足曲線


另請參閱

三等分角, 德·斯魯茲蚌線, 尼科梅德斯蚌線, 直紋扭線, 契爾恩豪森三次曲線

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參考文獻

Lawrence, J. D. 特殊平面曲線目錄。 New York: Dover, pp. 103-106, 1972.Loy, J. "角的平分。" http://www.jimloy.com/geometry/trisect.htm#curves.MacTutor History of Mathematics Archive. "馬克勞林三分曲線。" http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Trisectrix.html.Sloane, N. J. A. Sequences A138499 in "整數序列線上百科全書。"

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "馬克勞林三分曲線。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/MaclaurinTrisectrix.html

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