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椭圆负垂足曲线


EllipseNegativePedalCurveOrigin
Ellipse negative pedal curve with respect to the origin

对于椭圆,其参数方程

x=acost
(1)
y=bsint,
(2)

关于原点的负垂足曲线参数方程

x_n=acos^3t+((2a^2-b^2)costsin^2t)/a
(3)
=((a^2+c^2sin^2t)cost)/a
(4)
=acost(1+e^2sin^2t)
(5)
y_n=bsin^3t+((2b^2-a^2)sintcos^2t)/b
(6)
=((a^2-2c^2+c^2sin^2t)sint)/b
(7)
=(asint(1-2e^2+e^2sin^2t))/(sqrt(1-e^2)),
(8)

其中

 c=sqrt(a^2-b^2)
(9)

是椭圆中心与其一个焦点之间的距离,并且

 e=sqrt(1-(b^2)/(a^2))=c/a
(10)

离心率。对于 b/a=1,基曲线是一个圆,其关于原点的负垂足曲线也是一个圆。对于 sqrt(2)/2<b/a<1,该曲线变成一个“扁平”的椭圆。对于 0<b/a<sqrt(2)/2,该曲线有四个尖点和两个普通二重点,被称为 Talbot 曲线 (Lockwood 1967, p. 157)。

EllipseNegativePedalCurveFocus
Ellipse negative pedal curve with respect to the focus

焦点处取垂足点(即,(x,y)=(c,0))得到负垂足曲线

x_n=acost-csin^2t
(11)
y_n=((a^2-2c^2+accost)sint)/b.
(12)

Lockwood (1957) 将这一族曲线称为 Burleigh 卵形线。作为椭圆的纵横比 b/a 的函数,负垂足曲线的形状从圆形(当 b/a=1 时)到卵形线(当 sqrt(2)/2<=b/a<1 时)变化,再到具有一个结点和两个尖点的鱼形曲线,再到一条直线加一个环,再到一条直线加一个尖点。

当垂足点为 (x,y)=(c,0)e^2=1/2 (即,b/a=sqrt(2)/2)时,负垂足曲线的特殊情况在此被称为鱼形曲线


另请参阅

Burleigh 卵形线, 圆负垂足曲线, 椭圆, 椭圆垂足曲线, 鱼形曲线, 负垂足曲线, Talbot 曲线

使用 探索

参考文献

Ameseder, A. "圆锥曲线的负焦点曲线。" Archiv Math. u. Phys. 64, 170-176, 1879.Hilton, H. 平面代数曲线。 Oxford, England: Oxford University Press, p. 64, 1932.Lockwood, E. H. "关于焦点的椭圆负垂足曲线。" Math. Gaz. 41, 254-257, 1957.Lockwood, E. H. 曲线之书。 Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 157, 1967.MacTutor History of Mathematics Archive. "Talbot 曲线。" http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Curves/Talbots.html.Salmon, G. 关于高阶平面曲线的专著,旨在作为圆锥曲线专著的续篇,第 3 版。 Dublin: Hodges, p. 107, 1879.

在 中被引用

椭圆负垂足曲线

请引用为

Weisstein, Eric W. "椭圆负垂足曲线。" 来自 ——Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/EllipseNegativePedalCurve.html

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