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正割線


RightStrophoid

正割線是直線 L 的割線,其中極點 O 不在 L 上,固定點 O^' 是從 OL垂線L 的交點。因此,它是一個一般的 割線,其中 a=pi/2

正割線由笛卡爾方程給出

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

或極座標方程

 r=ccos(2theta)sectheta.
(2)

割線的引數形式為

x(t)=(c^2-t^2)/(t^2+c^2)c
(3)
y(t)=(t(t^2-c^2))/(t^2+c^2).
(4)

正割線具有由下式給出的 曲率弧長切線角

kappa(t)=-(4c^3(c^2+3t^2))/((c^4+6c^2t^2+t^4)^(3/2))
(5)
s(t)=ikc[(2sqrt(2)-3)E(phi_0,k^2)+2kF(phi_0,k^2)+4Pi(k^2,phi_0,k^2)]
(6)
phi(t)=-2tan^(-1)(t/c)+tan^(-1)[((sqrt(2)-1)t)/c]-tan^(-1)[((sqrt(2)+1)t)/c],
(7)

其中

k=1+sqrt(2)
(8)
phi_0=isinh^(-1)((kt)/(|c|)),
(9)

E(phi,k)F(phi,k)Pi(phi,z,k)第一類不完全橢圓積分第二類第三類

正割線最早出現在 Isaac Barrow 1670 年的作品中,儘管 Torricelli 在 1645 年左右的信件中描述了這條曲線,Roberval 發現它是當切割 圓錐 的平面繞其頂點的切線旋轉時獲得的圓錐曲線的焦點的 軌跡 (MacTutor Archive)。

RightStrophoidLoop

環的 面積,對應於 t in [-c,c],由下式給出

A=1/2int(yx^'-xy^')dt
(10)
=1/2int_(-c)^c((c^2-t^2)/(c^2+t^2))^2dt
(11)
=c^2int_0^1((1-u^2)/(1+u^2))du
(12)
=1/2c^2(4-pi)
(13)

(MacTutor Archive)。環的 弧長 由下式給出

 s=2ikc[(2sqrt(2)-3)E(icsch^(-1)k,k^2)+2kF(icsch^(-1)k,k^2)+4Pi(k^2,icsch^(-1)k,k^2)],
(14)

其中 k 再次定義如上。

C 為以正割線與 x 的交點為中心,半徑為該點到原點的距離的 。那麼,正割線在 C 中反演是不變的,因此是 逆曲線


另請參閱

德斯盧茲蚌線, 尼科梅德斯蚌線, 正割線反演曲線, 割線, 三等分角線, 契爾恩豪森三次曲線

使用 探索

參考文獻

Gray, A. 使用 Mathematica 的曲線和曲面的現代微分幾何,第二版 Boca Raton, FL: CRC Press, p. 92, 1997.Lawrence, J. D. 特殊平面曲線目錄 New York: Dover, pp. 100-104, 1972.Lockwood, E. H. "The Right Strophoid." Ch. 10 in 曲線之書 Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 90-97, 1967.MacTutor History of Mathematics Archive. "Right Strophoid." http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Right.html.Smith, D. E. 數學史,第二卷:初等數學專題 New York: Dover, p. 330, 1958.

引用為

Eric W. Weisstein。“正割線”。來自 -- 資源。 https://mathworld.tw/RightStrophoid.html

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