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契爾恩豪森三次曲線


TschirnhausenCubic

契爾恩豪森三次曲線是由極座標方程給出的平面曲線

 r=asec^3(1/3theta).
(1)

theta=3tan^(-1)t 得到引數方程

x=a(1-3t^2)
(2)
y=at(3-t^2)
(3)

x=3a(t^2-3)
(4)
y=at(t^2-3).
(5)

(Lawrence 1972, p. 88).

從上述方程中消去 t 得到笛卡爾方程

27ay^2=(a-x)(x+8a)^2
(6)
27ay^2=x^2(x+9a)
(7)

(Lawrence 1972, p. 88).

該曲線也稱為卡塔蘭三等分角曲線和洛必達三次曲線。契爾恩豪森三次曲線這個名稱是在 R. C. 阿奇博爾德 1900 年嘗試對曲線進行分類的論文中給出的 (MacTutor Archive)。

TschirnhausenCubicLoop

該曲線有一個環,如上圖所示,對應於上述引數化中的 t in [-sqrt(3),sqrt(3)]。環的面積由下式給出

A=1/2int(xy^'-yx^')dt
(8)
=1/2a^2int_(-sqrt(3))^(sqrt(3))3(1+t^2)^2dt
(9)
=a^2int_0^(sqrt(3))3(1+t^2)^2dt
(10)
=(72)/5a^2sqrt(3),
(11)

(Lawrence 1972, p. 89).

在第一個引數化中,弧長曲率切線角作為 t 的函式為

s(t)=at(3+t^2)
(12)
kappa(t)=2/(3a(1+t^2)^2)
(13)
phi(t)=2tan^(-1)t.
(14)

該曲線在 (-8a,0) 處,在方程 (◇) 和 (◇) 的引數化中,有一個普通二重點

契爾恩豪森三次曲線是拋物線相對於焦點負垂足曲線,也是拋物線相對於垂直於對稱軸的無窮遠點的反射包絡線


另請參閱

德斯呂茲蚌線, 尼科米德斯蚌線, 魚曲線, 馬克勞林三等分角曲線, 右斜頸曲線, 斜頸曲線, 契爾恩豪森三次曲線反射包絡線, 契爾恩豪森三次曲線垂足曲線

使用 探索

參考文獻

Lawrence, J. D. 特殊平面曲線目錄。 New York: Dover, pp. 87-90, 1972.Loy, J. "角的等分。" http://www.jimloy.com/geometry/trisect.htm#curves.MacTutor History of Mathematics Archive. "契爾恩豪森三次曲線。" http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Tschirnhaus.html.

請引用為

Eric W. Weisstein "契爾恩豪森三次曲線。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/TschirnhausenCubic.html

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