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心形曲线


HeartCurves

有许多数学曲线可以产生心形,上面展示了一些。 “第零”曲线是一个旋转的心脏线(其名称意为“心形”),由极坐标方程给出

 r(theta)=1-sintheta.
(1)

第一个心形曲线是通过取y=0横截面并将z坐标重新标记为y得到的,从而得到 6 阶代数方程

 (x^2+y^2-1)^3-x^2y^3=0.
(2)

第二个心形曲线由参数方程给出

x=sintcostln|t|
(3)
y=|t|^(0.3)(cost)^(1/2),
(4)

其中t in [-1,1] (H. Dascanio, 私人通讯, 2003年6月21日)。

第三个心形曲线由下式给出

 x^2+[y-(2(x^2+|x|-6))/(3(x^2+|x|+2))]^2=36
(5)

(P. Kuriscak, 私人通讯, 2006年2月12日)。这个心形曲线的每一半都是 6 阶代数曲线的一部分。

HeartCurve5

第四个曲线是极坐标曲线

 r(theta)=2-2sintheta+sintheta(sqrt(|costheta|))/(sintheta+1.4)
(6)

来自匿名来源,并于 2010 年 2 月初从 Wolfram|Alpha 的日志文件中获得。这个心形曲线的每一半都是 12 阶代数曲线的一部分,因此整个曲线是 24 阶代数曲线的一部分。

第五个心形曲线可以参数化定义为

x=16sin^3t
(7)
y=13cost-5cos(2t)-2cos(3t)-cos(4t).
(8)

第六个心形曲线由简单的表达式给出

 x^2+[y-(x^2)^(1/3)]^2=1,
(9)

(由 J. Schroeder 在贺卡上注明,私人通讯,2021年10月16日)。当使用比例参数ab正确无量纲化后,曲线变为

 (x/a)^2+[y/b-((x/a)^2)^(1/3)]^2=1,
(10)

这可以写成关于xy六次方程

第七个心形曲线可以参数化定义为

x=-sqrt(2)sin^3t
(11)
y=2cost-cos^2t-cos^3t,
(12)

这是通过修改肾脏线的参数方程而产生的 (J. Mangaldan, 私人通讯, 2023年2月14日)。

这些心形的面积是

A_0=3.661972725...
(13)
A_1=3/2pi
(14)
A_2=0.237153845...
(15)
A_3=36pi
(16)
A_4=12.52...
(17)
A_5=180pi
(18)
A_6=7.687...
(19)
A_7=(9pi)/(4sqrt(2)),
(20)

其中A_4可以以闭合形式给出,作为超几何函数反三角函数伽玛函数的复杂组合。

BonneProjection

Bonne 投影是一种地图投影,它将球体的表面映射到如上所示的心形区域。


另请参阅

Bonne 投影, 心脏线, 心形曲面, Watt's 曲线

使用 Wolfram|Alpha 探索

引用为

Weisstein, Eric W. "心形曲线。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/HeartCurve.html

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