主题
Search

椭圆环面


EllipticTorus

椭圆环面是一种旋转曲面,它是圆环面的推广。它通过将位于 椭圆 嵌入在 xz 平面的椭圆绕 z 轴旋转产生,该椭圆的水平半轴为 a,垂直半轴为 b,并且距离 zc。它由参数方程给出

x(u,v)=(c+acosv)cosu
(1)
y(u,v)=(c+acosv)sinu
(2)
z(u,v)=bsinv
(3)

对于 u,v in [0,2pi)u,v in [0,2pi)

这给出了第一基本形式系数为

E=(c+acosv)^2
(4)
F=0
(5)
G=1/2[a^2+b^2+(b^2-a^2)cos(2v)],
(6)

第二基本形式系数为

e=-(sqrt(2)b|cosc+acosv|cosv)/(sqrt(a^2+b^2+(b^2-a^2)cos(2v)))
(7)
f=0
(8)
g=-(sqrt(2)absgn(c+acosv))/(sqrt(a^2+b^2+(b^2-a^2)cos(2v))).
(9)

高斯曲率平均曲率

K=(4ab^2cosv)/((c+acosv)[a^2+b^2+(b^2-a^2)cos(2v)]^2)
(10)
H=-(b[4ac+(5a^2+3b^2)cosv+(b^2-a^2)cos(3v)])/(2sqrt(2)cosc+acosv[a^2+b^2+(b^2-a^2)cos(2v)]^(3/2)).
(11)

根据帕普斯质心定理表面积体积

S=(2pic)[4aE(e)]
(12)
=8piacE(e)
(13)
V=(2pic)(piab)
(14)
=2pi^2abc,
(15)

其中 E(k)第一类完全椭圆积分,并且

 e=sqrt(1-(b^2)/(a^2))
(16)

椭圆 截面离心率


参见

圆环面, 旋转曲面, 环面

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Gray, A. "Tori." §11.4 in Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces with Mathematica, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 210 和 304-305, 1997.

请引用为

Weisstein, Eric W. "椭圆环面。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/EllipticTorus.html

主题分类