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密切圆


OsculatingCirclesDeltoid
Osculating circles of a deltoid

曲线 C 在给定点 P 的密切圆是与曲线 C 在点 P 处具有相同切线和相同曲率的圆。正如切线是点 P 处曲线的最佳线性近似,密切圆是点 P 处曲线的最佳圆形近似 (Gray 1997, p. 111)。

忽略退化曲线(如直线),给定曲线上给定点的密切圆是唯一的。

给定一个由参数方程 (f(t),g(t)) 参数化且参数为 t 的平面曲线,密切圆的半径就是曲率半径

 r=1/(|kappa(t)|),
(1)

其中 kappa(t)曲率,圆心正是对应于 P渐屈线上的一点,

x=f-((f^('2)+g^('2))g^')/(f^'g^('')-f^('')g^')
(2)
y=g+((f^('2)+g^('2))f^')/(f^'g^('')-f^('')g^').
(3)

这里,导数是关于参数 t 求取的。

OsculatingCirclePoints

此外,令 C(t_1,t_2,t_3) 表示通过曲线 (f(t),g(t)) 上三个点且 t_1<t_2<t_3。那么密切圆 C 由下式给出

 C=lim_(t_1,t_2,t_3->t)C(t_1,t_2,t_3)
(4)

(Gray 1997)。


参见

曲率, 渐屈线, 密切曲线, 曲率半径, 切线

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参考文献

Gardner, M. "The Game of Life, Parts I-III." Chs. 20-22 in Wheels, Life, and other Mathematical Amusements. New York: W. H. Freeman, pp. 221, 237, and 243, 1983.Gray, A. "Osculating Circles to Plane Curves." §5.6 in Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces with Mathematica, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 111-115, 1997.Trott, M. The Mathematica GuideBook for Graphics. New York: Springer-Verlag, pp. 24-25, 2004. http://www.mathematicaguidebooks.org/.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

密切圆

请引用为

韦斯坦, 埃里克 W. "密切圆。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/OsculatingCircle.html

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