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圆柱-圆柱 相交


Cylinder-Cylinder Intersection

考虑如上图所示的两个圆柱体(Hubbell 1965),其中圆柱体的半径为 r_1r_2,且 r_1<=r_2,较大的圆柱体沿 z-轴方向,并且两个圆柱体的轴线以角度 beta 相交。那么相交区域的体积由下式给出

V=8/(sinbeta)int_0^(r_1)sqrt((r_2^2-x^2)(r_1^2-x^2))dx
(1)
=(8r_2^3)/(sinbeta)int_0^kkE(k)dk
(2)
=(8r_2^3)/(sinbeta)[(1+k^2)E(k)-(1-k^2)K(k)]
(3)
=(2pir_1^2r_2)/(sinbeta)_2F_1(-1/2,1/2;2;k^2)
(4)
=(4pir_2^3)/(sinbeta)sum_(k=1)^(infty)(1/2; n)(1/2; n-1)k^(2n),
(5)

其中

 k=(r_1)/(r_2).
(6)

这里,K(k)E(k) 分别是第一类第二类完全椭圆积分_2F_1(a,b;c;z) 是一个超几何函数,而 (n; k) 是一个二项式系数

两个(或三个)半径相等的直圆柱以直角相交的交集被称为施泰因梅茨体


另请参阅

圆柱, 施泰因梅茨体

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参考文献

Hubbell, J. H. "Common Volume of Two Intersecting Cylinders." J. Research National Bureau of Standards--C. Engineering and Instrumentation 69C, 139-143, April-June 1965.

引用此文

Weisstein, Eric W. "Cylinder-Cylinder Intersection." 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Cylinder-CylinderIntersection.html

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