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雙曲面

鎖定
雙曲面是指雙曲線繞其對稱軸旋轉而生成的曲面。雙曲面是一種二次曲面,分為單葉雙曲面雙葉雙曲面和旋轉雙曲面。現實中許多發電廠冷卻塔結構就是雙曲面。 [1] 
中文名
雙曲面
外文名
Hyperboloid
分    為
單葉雙曲面、雙葉雙曲面
介    紹
繞其對稱軸旋轉而生成的曲面
解    釋
是一種二次曲面
補    充
介紹僅僅是對旋轉雙曲面的定義

雙曲面定義

雙曲線繞其對稱軸旋轉而生成的曲面即為雙曲面。在數學裏,雙曲面是一種二次曲面。採用直角座標

雙曲面基本元素

主軸
長軸2a
實短軸2b
虛軸2c
中心O(0,0,0)
主平面及其方程:
Oxy平面 z=0
Oyz平面 x=0
Ozx平面 y=0
[1] 

雙曲面圖像

雙曲面單葉雙曲面

單葉雙曲面 單葉雙曲面

雙曲面雙葉雙曲面

雙葉雙曲面 雙葉雙曲面
聯繫:雙曲線實軸包含了雙曲線的兩個焦點,而虛軸則是兩個焦點的中分線。繞着實軸,旋轉此雙曲線,可以得到旋轉雙葉雙曲面。繞着虛軸,旋轉此雙曲線,可以得到旋轉單葉雙曲面

雙曲面特徵

平行於z軸的平面與雙曲面的交線都是雙曲線(對於單葉雙曲面,可能是一對相交的直線)。
平行於Oxy平面的平面與雙曲面的交線都是橢圓。
單葉雙曲面上有兩族母直線,它們的方程是
( ν為參數)
( μ為參數) [1] 

雙曲面應用

實軸和虛軸的位置 實軸和虛軸的位置
冷卻塔 冷卻塔
發電站 發電站
在現實中,許多發電廠冷卻塔結構是單葉雙曲面形狀。由於單葉雙曲面是一種雙重直紋曲面(ruled surface) ,它可以用直的鋼樑建造。這樣,會減少風的阻力.同時,也可以用最少的材料來維持結構的完整。
參考資料
  • 1.    《數學手冊》編寫組.數學手冊:高等教育出版社,1979:369