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一般旋輪線
來源:互聯(lián)網(wǎng)

一般旋輪線(英語:roulette),又稱為轉(zhuǎn)跡線、輪轉(zhuǎn)曲線等,是一類曲線的統(tǒng)稱,指一條動曲線沿一條定曲線無滑動地滾動時,動曲線上的一定點所形成的軌跡,包括擺線、外擺線、內(nèi)擺線、次擺線、漸伸線等。

定義

一般旋輪線亦稱輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)曲線,此曲線是德洛內(nèi)(Delaunay,C. E.)于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。

常見的旋輪線

常見的旋輪線有:

擺線

定義

在數(shù)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。

其它關聯(lián)曲線

一些曲線同擺線緊密相關。當我們?nèi)趸c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(nèi)部,后者則是在圓外。次擺線則是上述三種曲線的統(tǒng)稱。更進一步,如果我們讓圓也沿著一個圓滾動而不是直線的話,我們會得到外擺線(epicycloid,沿著圓的外部運動,定點在圓的邊緣),內(nèi)擺線(hypocycloid,沿著圓內(nèi)部滾動,定點在圓的邊緣)以及外旋輪線(epitrochoid)和內(nèi)旋輪線(hypotrochoid,定點可以在圓內(nèi)的任一點包括邊界。)

應用

在建筑物的設計方面,擺線曾被路易斯·康用來設計得克薩斯州福和市的建筑金貝爾藝術博物館。它也曾被用于設計新罕布什爾州漢諾威的霍普金斯中心。

參考資料 >

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