星形线切线的为什么长度不变

星形线切线的为什么长度不变,第1张

一条长度一定的线段,两个端点分别位于x轴和y轴上且可在轴上滑动,那么这条线段可能运动到的每一个位置都是一条曲线的某条切线,这条曲线就是这些线段的包络,这个包络是星形线,星形线具有性质:它的切线被两坐标轴所截线段是定长,所以,星形线切线的长度不变。星形线也可以看作位于大圆内,半径为大圆半径四分之一的小圆沿大圆内侧无滑动地滚动时,小圆上一点的运动轨迹。

方法如下:

^由对称性,S=4∫(0→a)ydx

=4∫(π/2→0) a(sint)^3 d[a(cost)^3]

=12a^2∫(0→π/2) (sint)^4(cost)^2 dt

=12a^2∫(0→π/2) [(sint)^4-(sint)^6] dt

=12a^2[3/4*1/2*π/2-5/6*3/4*1/2*π/2]

=(3πa^2)/8

星形线

或称为四尖瓣线(tetracuspid),是一个有四个尖点的内摆线,也属于超椭圆的一种。

星形线为六次曲线,在实数平面上有四个尖瓣的奇点,分别是星形线的四个顶点,在无限远处还有二个复数的尖瓣的奇点,四个重根的复数奇点,因此星形线共有十个奇点。

星形线由于有四个尖端,所以有时也被称为四尖内摆线(tetracuspid)。星形线于1836年被正式定名,首次出现在正式出版的图书(出版于维也纳)中。


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