蚶线
数学术语
过半径为a的定圆上一个定点O,任作一直线l交圆周于另一点P0,在l上取P点,使得|PP0l=b(b>0),则P点的轨迹称为蜗线,也称为蚶线。
定义
设C是一条已知曲线,O是一个定点,通过O作直线和曲线C相交于点P,在这直线上点P的两侧各取一点M,使|PM|总等于某个定长,那么,这种点M的轨迹叫作已知曲线C关于已知点O的蚌线(或螺形线)。曲线C叫作蚌线的基线,定点O叫作蚌线的极点,定长叫作蚌线的间隔。
设C是平面上的一个定圆,O是位于定圆C上的一个定点,那么,圆C关于点O的蚌线叫作帕斯卡蚶线(或蜗线),简称蚶线。
蚶线的形状
由蚶线的定义,不难描绘出蚶线,由于定圆C的直径h与间隔a的大小关系不同,蚶线呈现三种不同的形状,如表1。当 时,这种特殊的蚶线也叫作心脏线。
蚶线的方程
如图2,以蚶线的极点 为端点,通过基线圆的圆心作射线 ,以点 为极点,以 为极轴建立极坐标系,设基线圆的直径为h,蚶线的间隔为 ,蚶线上任意一点M的极坐标为 ,那么, 。由于 ,所以有
这即是蚶线的极坐标方程
和蚌线的情形一样
也都是同一蚶线的极坐标方程,通常以(2)为蚶线的极坐标方程。
定理1以蚶线的极点 为极点,以通过基线圆的圆心的射线 为极轴建立坐标系,若蚶线的基线圆的直径为h,间隔为 ,则这蚶线的极坐标方程为
特别地,心脏线的极坐标方程为 。
蚶线的基本性质
蚶线(2)的基本性质:
(1)对称性 只关于极轴对称。
(2)周期性 周期为 ,如表2,当 由0增大到 时,得到蚶线的上半部(当 时,有一小部分在极轴下侧);当 由 增大到 时,得到蚶线的下半部(当 时,有一小部分在极轴下侧);当 由 增大到 时,得到蚶线的下半部(当 时,有一小部分在极轴上侧)。
(3)存在范围 因 ,所以 不能无限增大,所以蚶线囿于一有限范围内。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 15:59
目录
概述
定义
蚶线的形状
蚶线的方程
参考资料