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一般旋輪線
鎖定
一般旋輪線定義
一般旋輪線亦稱輪轉曲線,研究曲線方程中必不可少的一種曲線。當一曲線r與定曲線C相切,同時沿曲線C無滑動地滾動時,在r上的一定點M的軌跡稱為以C為基線,以r為滾線,以M為極的一般旋輪線。
例如,當基線為直線,滾線為拋物線,其焦點為極的輪轉曲線為懸鏈線,基線c為直線,滾線r為橢圓或雙曲線,極M是r的焦點的一般旋輪線稱為德洛內曲線,此曲線是德洛內(Delaunay,C. E.)於1841年研究橢圓和雙曲線沿直線滾動時其焦點的軌跡時提出的。
一般旋輪線常見的旋輪線
常見的旋輪線有:
定曲線 | 動曲線 | 定點 | 名稱 |
---|---|---|---|
任意曲線 | 直線上點 | 曲線的漸伸線 | |
任意點 | |||
直線上點 | |||
圓錐曲線中心 | 斯圖姆旋輪線(Sturm roulette) | ||
圓錐曲線焦點 | 德洛內旋輪線(Delaunay roulette) | ||
拋物線焦點 | |||
橢圓焦點 | 橢圓懸鏈線 | ||
雙曲線焦點 | 雙曲懸鏈線 | ||
雙曲線中心 | 直角彈性線(rectangular elastica) | ||
中心 | |||
任意點 | 同心次擺線(centered trochoid) | ||
與定拋物線形狀相同、方向相反 | 拋物線極點 |
一般旋輪線擺線
一般旋輪線定義
在數學中,擺線(Cycloid)被定義為,一個圓沿一條直線運動時,圓邊界上一定點所形成的軌跡。它是一般旋輪線的一種。
一般旋輪線其它關聯曲線
一些曲線同擺線緊密相關。當我們弱化定點只能固定在圓邊界上時,我們得到了短擺線(curtate cycloid)和長擺線(prolate cycloid),兩者合稱為次擺線(trochoid),前面的情形是定點在圓的內部,後者則是在圓外。次擺線則是上述三種曲線的統稱。更進一步,如果我們讓圓也沿着一個圓滾動而不是直線的話,我們會得到外擺線(epicycloid,沿着圓的外部運動,定點在圓的邊緣),內擺線(hypocycloid,沿着圓內部滾動,定點在圓的邊緣)以及外旋輪線(epitrochoid)和內旋輪線(hypotrochoid,定點可以在圓內的任一點包括邊界。)
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一般旋輪線應用
在建築物的設計方面,擺線曾被路易·卡恩用來設計德克薩斯州沃思堡的建築金貝爾藝術博物館。 它也曾被用於設計新罕布什爾州漢諾威的霍普金斯中心。