主题
Search

对数螺线渐屈线


Logarithmic spiral evolute

对于一个参数化表示为 对数螺线

x=ae^(bt)cost
(1)
y=ae^(bt)sint,
(2)

渐屈线 由下式给出

x_e=-abe^(bt)sint
(3)
y_e=abe^(bt)cost.
(4)

正如约翰·伯努利首次证明的那样,对数螺线渐屈线 因此是另一个 对数螺线,具有 b^'=ba^'=ab,

在某些情况下,渐屈线 与原曲线相同,这可以通过代换新变量来证明

 t=phi-1/2pi+/-2npi.
(5)

然后上面的方程变为

x_e=-abe^(b(phi-pi/2+/-2npi))sin(phi-pi/2+/-2npi)
(6)
=abe^(bphi)e^(b(-pi/2+/-2npi))cosphi
(7)
y_e=abe^(b(phi-pi/2+/-2npi))cos(phi-pi/2+/-2npi)
(8)
=abe^(bphi)e^(b(-pi/2+/-2npi))sinphi,
(9)

如果满足以下条件,则这些方程等价于原始方程的形式

 be^(b(-1/2pi+/-2npi))=1
(10)
 lnb+b(-1/2pi+/-2npi)=0
(11)
 (lnb)/b=1/2pi∓2npi=-(2n-1/2)pi,
(12)

其中只有 ∓ 中带有负号的解存在。求解得到下表总结的值。

nb_npsi=cot^(-1)b_n
10.2744106319...74 degrees39^'18.53^('')
20.1642700512...80 degrees40^'16.80^('')
30.1218322508...83 degrees03^'13.53^('')
40.0984064967...84 degrees22^'47.53^('')
50.0832810611...85 degrees14^'21.60^('')
60.0725974881...85 degrees50^'51.92^('')
70.0645958183...86 degrees18^'14.64^('')
80.0583494073...86 degrees39^'38.20^('')
90.0533203211...86 degrees56^'52.30^('')
100.0491732529...87 degrees11^'05.45^('')

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Lauwerier, H. 分形:无限重复的几何图形。 Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 60-64, 1991.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

对数螺线渐屈线

引用为

Weisstein, Eric W. "对数螺线渐屈线。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/LogarithmicSpiralEvolute.html

主题分类