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蔓叶线

王朝百科·作者佚名  2010-01-04  
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蔓叶线

蔓叶线,有时又叫双蔓叶线是 Diocle 在公元前180年发现的曲线。

曲线方程

以o为原点,渐近线为x=2a,圆的半径为a

则蔓叶线的标准曲线方程为:

y²=x³/(2a-x)

其中a是常数。

推导如下:

取蔓叶线上一点P(x0,y0),直线OP的方程是y = y0/x0 * x,它与圆(x-a)²+y²=a²的交点A坐标分别是(x1,y1),其中x1 = 2a(x0)²/[(x0)²+(y0)²],y1 = y0x1/x0。

OP与直线x=2a的交点坐标是B(2a,2ay0/x0)。则|AB|² = (2a - x1)² [1 + (y0/x0)²],且|OP|² = (x0)²+(y0)²,两者相等,得到(x0)²+(y0)² = (2a - x1)² [1 + (y0/x0)²],整理得(x0)² = (2a - x1)² = { 2a - 2a(x0)²/[(x0)²+(y0)²] }² ,x0 = 2a - 2a(x0)²/[(x0)²+(y0)²] = 2a(y0)²/[(x0)²+(y0)²],再次整理得(y0)² = (x0)³/(2a - x0),这就是P点满足的方程。

轨迹定义

蔓叶线可以轨迹来定义出来。

假设 C1 和 C2 是两条曲线, O 是一个定点,一条经过 O 的直线 L 分别相交 C1 和 C2 于 A 和 B,则所有在 L 上的点 P 使得 AB = OP 的轨迹就是一条蔓叶线。

若 C1 为一个圆,C2 是圆的切线,O 是圆上的点且在切线的对面,那么 P 的轨迹就是本页顶的图像,称为「Diocle 蔓叶线」。

历史

这曲线的发现是为了解决倍立方问题。蔓叶线的英文名字「Cissoid」是曲线发现了100年后《Geminus》中出现的,意为「像常春藤的」。

 
 
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