環面曲線

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伯努利雙紐線的外形如∞

環面曲線(toric section)是平面環面相交形成的曲線,正如圓錐曲線圓錐面和平面相交而成的。其方程為:

(x2+y2)2+ax2+by2+cx+dy+e=0

它們都是四次曲線。

伯努利雙紐線

伯努利雙紐線(Lemniscate of Bernoulli)的方程為

(x2+y2)2=2a2(x2y2)

求雙紐線的弧長需要應用橢圓積分。雙紐線可視為雙曲線反演變換,反演圓心在双曲线的中心。

卡西尼卵形線

卡西尼卵形線

取兩個定點Q1,Q2為焦點。卡西尼卵形線(Cassini oval)是所有這樣的點P的軌跡:P和焦點的距離的為常數(這類似橢圓的定義——點P和焦點的距離的為常數)。即d(P,Q1)×d(P,Q2)=b2

直角坐標系,若焦點分別在(a,0)(a,0),卵形線的方程可寫成:

((xa)2+y2)((x+a)2+y2)=b4
(x2+y2)22a2(x2y2)+a4=b4
(x2+y2+a2)24a2x2=b4

極坐標系

r42a2r2cos2θ=b4a4

卵形線經過反演變換,依然是卵形線。

卵形線的形狀由b/a的值決定。若b/a>1,軌跡是一個封閉的圈。若b/a<1,軌跡是兩個封閉的圈。若b/a=1,軌跡為伯努利雙紐線。

Hippopede曲線

Hippopedes: a=1, b=0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0
Hippopedes: b=1, a=0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0

Hippopede曲線(或Hippopede of Proclus)的極坐標方程為:

r2=4b(absin2θ)

直角坐標系:

(x2+y2)2+4b(ba)(x2+y2)=4b2x2

b=2a,Hippopede曲線為伯努利雙紐線。