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螺線截面


Ring torus spiric sections
Horn torus spiric sections
Spindle torus spiric sections

螺線截面是一環面與垂直於環面中平面且垂直於平面 x=0 的平面的交線的曲線方程。(環面與平面的通常交線稱為環面截線)。設環面的管子半徑為 a,其中平面位於 z=0 平面內,並且管子的中心距離原點 c。現在用平面 y=r 切割環面。具有 y=r環面方程給出以下方程

 (c-sqrt(x^2+r^2))^2+z^2=a^2
(1)
 c^2-a^2+x^2+z^2+r^2=2csqrt(x^2+r^2)
(2)
 (r^2-a^2+c^2+x^2+z^2)^2=4c^2(r^2+x^2).
(3)

以上繪圖分別顯示了圓環環面角環面紡錘環面的一系列螺線截面。當 r=0 時,曲線由兩個組成,半徑a,其中心位於 (c,0)(-c,0)。如果 r=c+a,則曲線由一個點(原點)組成;而如果 r>c+a,則曲線上沒有點。

螺線擴充套件是圓錐曲線的擴充套件,由梅內克繆斯(Menaechmus)在公元前 150 年左右透過用平面切割圓錐而構建,並由希臘數學家珀爾修斯(Perseus)在公元 50 年左右首次考慮(MacTutor)。

TorusPlaneIntersection

如果 r=a,則 (3) 簡化為

 (x^2+z^2+c^2)^2-4c^2x^2=4c^2a^2,
(4)

這是卡西尼卵形線的方程。卡西尼卵形線因此是螺線截面。此外,以這些曲線作為橫截面的表面是上面所示的卡西尼曲面,修改之處在於垂直分量是平方而不是四次方。


參見

環面截線, 環面

使用 探索

參考文獻

MacTutor 數學史檔案館。“螺線截面。” http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Spiric.html

在 上引用

螺線截面

引用為

Weisstein,Eric W. “螺線截面。” 來自 -- 資源。 https://mathworld.tw/SpiricSection.html

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