主题
Search

卵形线


卵形线是一种类似于压扁的的曲线,但与椭圆不同,它没有精确的数学定义。“卵形线”一词源于拉丁语中表示鸡蛋的“ovus”。与椭圆不同,卵形线有时只有一个反射对称轴(而不是两个)。

Oval

上面图示的特定变体可以用圆规构造,方法是将不同半径的弧连接在一起,使弧的圆心位于穿过连接点的直线上(Dixon 1991)。阿尔布雷希特·丢勒使用这种方法设计了一种罗马字体。如果左右帽之间的距离是a,半径分别是Rr,其中r<RR-r<a,那么连接圆的圆心(0,y)和半径rho

rho=(a^2+R^2-r^2)/(2(R-r))
(1)
y=((R-r)^2-a^2)/(2(R-r)).
(2)

将这三个圆分别称为 C_RC_rC_rho。设 C_rC_rho 的上方交点为 (x_0,y_0),设垂直虚线与穿过 (x_0,y_0) 的直线的夹角为 theta,设 C_r 的水平半径与穿过 (x_0,y_0) 的虚线的夹角为 phi。那么

x_0=(a(a^2-r^2+R^2))/(a^2+(R-r)^2)
(3)
y_0=(2a^2r)/(a^2+(R-r)^2)-r
(4)
theta=tan^(-1)(a/y)
(5)
phi=tan^(-1)((y_0)/(x_0-a)),
(6)

卵形线所包围区域的一半面积是最左侧四分之一圆的面积、C_rho 扇形的面积以及 C_r 扇形的面积之和,减去 C_rho 扇形中位于 x 轴下方的三角形部分的面积,因此

A=2(1/4piR^2+1/2rho^2theta+1/2r^2phi-1/2ay)
(7)
=1/2piR^2+rho^2theta+r^2phi-ay
(8)
=1/2[a(R-r)+pi(r^2+R^2)-(a^3)/(R-r)+([a^2+(R-r)^2](a^2-3r^2+2rR+R^2))/(2(R-r)^2)tan^(-1)((2a(R-r))/(a^2-(R-r)^2))].
(9)

正如预期的那样,这个公式简化为的面积

 A=piR^2
(10)

对于 a->R-r,以及体育场的面积

 A=pir^2+2ar
(11)

对于 R->r


另请参阅

笛卡尔卵形线, 卡西尼卵形线, Cundy 和 Rollett 蛋形线, 蛋形线, 椭圆, 柠檬曲面, 透镜, 月牙形, Moss 蛋形线, 卵状体, 圆角矩形, 体育场, 超椭圆, 相切圆, Thom 蛋形线

使用 探索

参考文献

Critchlow, K. 时间静止。 伦敦: Gordon Fraser, 1979.Cundy, H. 和 Rollett, A. 数学模型,第 3 版。 斯特拉布鲁克,英格兰: Tarquin Pub., 1989.Dixon, R. "鸡蛋的绘制。" 新科学, 1982 年 7 月 29 日。Dixon, R. 数学图形。 纽约: Dover, pp. 3-11, 1991.Pedoe, D. 几何学与文科。 伦敦: Peregrine, 1976.

在 中引用

卵形线

请按如下方式引用

Weisstein, Eric W. “卵形线。” 来自 MathWorld—— 资源。 https://mathworld.net.cn/Oval.html

主题分类