กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

เนฟรอยด์

รูเล็ต (โค้ง)/เส้นโค้งทางเพศ

ในทางเรขาคณิตเนฟรอยด์ ( มาจากภาษากรีกโบราณνεφρός (nephrós) ' ไต' ) คือเส้นโค้งระนาบ ชนิดหนึ่ง เป็น...

เนฟรอยด์

เนโฟรอยด์: คำจำกัดความ

ในทางเรขาคณิตเนฟรอยด์ ( มาจากภาษากรีกโบราณνεφρός (nephrós) ' ไต' ) คือเส้นโค้งระนาบ ชนิดหนึ่ง เป็น เส้นโค้งเอพิไซคลอยด์ชนิดหนึ่งซึ่งรัศมีของวงกลมเล็กจะต่างจากรัศมีของวงกลมใหญ่ด้วยอัตราส่วนครึ่งหนึ่ง 

ชื่อ

แม้ว่าคำว่าเนฟรอยด์จะถูกใช้เพื่ออธิบายเส้นโค้งอื่นๆ แต่คำนี้ถูกนำมาใช้กับเส้นโค้งในบทความนี้โดยRichard A. Proctorในปี พ.ศ. 2421 [ 1 ] [ 2 ]

นิยามที่เข้มงวด

เนฟรอยด์คือ

สมการ

การสร้างเนฟรอยด์โดยวงกลมกลิ้ง

พาราเมตริก

ถ้าวงกลมเล็กมีรัศมีเอ{\displaystyle a}วงกลมคงที่นั้นมีจุดกึ่งกลาง(0,0){\displaystyle (0,0)}และรัศมี2เอ{\displaystyle 2a}มุมการกลิ้งของวงกลมเล็กคือ2φ{\displaystyle 2\varphi }และชี้(2เอ,0){\displaystyle (2a,0)}จุดเริ่มต้น (ดูแผนภาพ) จากนั้นจะได้การแสดงผลแบบพาราเมตริก :

x(φ)=3เอคอสφเอคอส3φ=6เอคอสφ4เอคอส3φ ,{\displaystyle x(\varphi )=3a\cos \varphi -a\cos 3\varphi =6a\cos \varphi -4a\cos ^{3}\varphi \ ,}
y(φ)=3เอบาปφเอบาป3φ=4เอบาป3φ ,0φ<2π{\displaystyle y(\varphi )=3a\sin \varphi -a\sin 3\varphi =4a\sin ^{3}\varphi \ ,\qquad 0\leq \varphi <2\pi }

แผนที่ที่ซับซ้อนzz3+3z{\displaystyle z\to z^{3}+3z}แผนที่วงกลมหน่วยไปยังเนฟรอยด์[ 3 ]

การพิสูจน์การแสดงแทนแบบพาราเมตริก

การพิสูจน์การแสดงแทนแบบพาราเมตริกทำได้ง่ายโดยใช้จำนวนเชิงซ้อนและการแสดงแทนในระนาบเชิงซ้อนการเคลื่อนที่ของวงกลมเล็กสามารถแบ่งออกเป็นการหมุนสองครั้ง ในระนาบเชิงซ้อน การหมุนของจุดหนึ่งz{\displaystyle z}รอบจุด0{\displaystyle 0}(จุดกำเนิด) โดยมุมφ{\displaystyle \varphi }สามารถทำได้โดยการคูณจุดz{\displaystyle z}( จำนวนเชิงซ้อน ) โดยอีฉันφ{\displaystyle e^{i\varphi }}ดังนั้น

การหมุนΦ3{\displaystyle \Phi _{3}}รอบจุด3เอ{\displaystyle 3a}โดยมุม2φ{\displaystyle 2\varphi }เป็น:z3เอ+(z3เอ)อีฉัน2φ{\displaystyle :z\mapsto 3a+(z-3a)e^{i2\varphi }},
การหมุนΦ0{\displaystyle \Phi _{0}}รอบจุด0{\displaystyle 0}โดยมุมφ{\displaystyle \varphi }เป็น:zzอีฉันφ{\displaystyle :\quad z\mapsto ze^{i\varphi } }

จุดหนึ่งพี(φ){\displaystyle p(\varphi )}ของเนฟรอยด์เกิดจากการหมุนของจุด2เอ{\displaystyle 2a}โดย Φ3{\displaystyle \Phi _{3}}และการหมุนเวียนที่ตามมาด้วยΦ0{\displaystyle \Phi _{0}}:

พี(φ)=Φ0(Φ3(2เอ))=Φ0(3เอเออีฉัน2φ)=(3เอเออีฉัน2φ)อีฉันφ=3เออีฉันφเออีฉัน3φ{\displaystyle p(\varphi )=\Phi _{0}(\Phi _{3}(2a))=\Phi _{0}(3a-ae^{i2\varphi })=(3a-ae^{i2\varphi })e^{i\varphi }=3ae^{i\varphi }-ae^{i3\varphi }}.

จากตรงนี้จึงได้รับ

x(φ)=3เอคอสφเอคอส3φ=6เอคอสφ4เอคอส3φ ,y(φ)=3เอบาปφเอบาป3φ=4เอบาป3φ.{\displaystyle {\begin{array}{cclcccc}x(\varphi )&=&3a\cos \varphi -a\cos 3\varphi &=&6a\cos \varphi -4a\cos ^{3}\varphi \ ,&&\\y(\varphi )&=&3a\sin \varphi -a\sin 3\varphi &=&4a\sin ^{3}\varphi &.&\end{array}}}

(สูตรต่างๆ)อีฉันφ=คอสφ+ฉันบาปφ, คอส2φ+บาป2φ=1, คอส3φ=4คอส3φ3คอสφ,บาป3φ=3บาปφ4บาป3φ{\displaystyle e^{i\varphi }=\cos \varphi +i\sin \varphi ,\ \cos ^{2}\varphi +\sin ^{2}\varphi =1,\ \cos 3\varphi =4\cos ^{3}\varphi -3\cos \varphi ,\;\sin 3\varphi =3\sin \varphi -4\sin ^{3}\varphi }มีการใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติ (ดูฟังก์ชันตรีโกณมิติ )

โดยนัย

การใส่x(φ){\displaystyle x(\varphi )}และy(φ){\displaystyle y(\varphi )}ลงในสมการ

  • (x2+y24เอ2)3=108เอ4y2{\displaystyle (x^{2}+y^{2}-4a^{2})^{3}=108a^{4}y^{2}}

แสดงให้เห็นว่าสมการนี้เป็นการแสดงเส้นโค้งโดย ปริยาย

การพิสูจน์การแสดงแทนโดยปริยาย

กับ

x2+y24เอ2=(3เอคอสφเอคอส3φ)2+(3เอบาปφเอบาป3φ)24เอ2==6เอ2(1คอส2φ)=12เอ2บาป2φ{\displaystyle x^{2}+y^{2}-4a^{2}=(3a\cos \varphi -a\cos 3\varphi )^{2}+(3a\sin \varphi -a\sin 3\varphi )^{2}-4a^{2}=\cdots =6a^{2}(1-\cos 2\varphi )=12a^{2}\sin ^{2}\varphi }

หนึ่งได้รับ

(x2+y24เอ2)3=(12เอ2)3บาป6φ=108เอ4(4เอบาป3φ)2=108เอ4y2 .{\displaystyle (x^{2}+y^{2}-4a^{2})^{3}=(12a^{2})^{3}\sin ^{6}\varphi =108a^{4}(4a\sin ^{3}\varphi )^{2}=108a^{4}y^{2}\ .}

ปฐมนิเทศ

ถ้าจุดยอดแหลมอยู่บนแกน y การแสดงผลแบบพาราเมตริกจะเป็นดังนี้

x=3เอคอสφ+เอคอส3φ,y=3เอบาปφ+เอบาป3φ).{\displaystyle x=3a\cos \varphi +a\cos 3\varphi ,\quad y=3a\sin \varphi +a\sin 3\varphi ).}

และโดยนัย:

(x2+y24เอ2)3=108เอ4x2.{\displaystyle (x^{2}+y^{2}-4a^{2})^{3}=108a^{4}x^{2}.}

คุณสมบัติเมตริก

สำหรับเนฟรอยด์ที่อยู่เหนือ

การพิสูจน์ข้อความเหล่านี้ใช้สูตรที่เหมาะสมกับเส้นโค้ง ( ความยาว ส่วนโค้งพื้นที่และรัศมีของความโค้ง ) และการแสดงแบบพาราเมตริกข้างต้น

x(φ)=6เอคอสφ4เอคอส3φ ,{\displaystyle x(\varphi )=6a\cos \varphi -4a\cos ^{3}\varphi \ ,}
y(φ)=4เอบาป3φ{\displaystyle y(\varphi )=4a\sin ^{3}\varphi }

และอนุพันธ์ของสิ่งเหล่านั้น

x˙=6เอบาปφ(12คอส2φ) , x¨=6เอคอสφ(56คอส2φ) ,{\displaystyle {\dot {x}}=-6a\sin \varphi (1-2\cos ^{2}\varphi )\ ,\quad \ {\ddot {x}}=-6a\cos \varphi (5-6\cos ^{2}\varphi )\ ,}
y˙=12เอบาป2φคอสφ,y¨=12เอบาปφ(3คอส2φ1) .{\displaystyle {\dot {y}}=12a\sin ^{2}\varphi \cos \varphi \quad ,\quad \quad \quad \quad {\ddot {y}}=12a\sin \varphi (3\cos ^{2}\varphi -1)\ .}
การพิสูจน์ความยาวส่วนโค้ง
แอล=20πx˙2+y˙2φ==12เอ0πบาปφφ=24เอ{\displaystyle L=2\int _{0}^{\pi }{\sqrt {{\dot {x}}^{2}+{\dot {y}}^{2}}}\;d\varphi =\cdots =12a\int _{0}^{\pi }\sin \varphi \;d\varphi =24a}.
หลักฐานสำหรับพื้นที่นั้น
เอ=212|0π[xy˙yx˙]φ|==24เอ20πบาป2φφ=12πเอ2{\displaystyle A=2\cdot {\tfrac {1}{2}}|\int _{0}^{\pi }[x{\dot {y}}-y{\dot {x}}]\;d\varphi |=\cdots =24a^{2}\int _{0}^{\pi }\sin ^{2}\varphi \;d\varphi =12\pi a^{2}}.
การพิสูจน์รัศมีของความโค้ง
ρ=|(x˙2+y˙2)32x˙y¨y˙x¨|==|3เอบาปφ|.{\displaystyle \rho =\left|{\frac {\left({{\dot {x}}^{2}+{\dot {y}}^{2}}\right)^{\frac {3}{2}}}{{\dot {x}}{\ddot {y}}-{\dot {y}}{\ddot {x}}}}\right|=\cdots =|3a\sin \varphi |.}
เนฟรอยด์เปรียบเสมือนซองของดินสอที่ประกอบด้วยวงกลมหลายวง

การก่อสร้าง

  • สามารถสร้างได้โดยการกลิ้งวงกลมที่มีรัศมีเอ{\displaystyle a}ด้านนอกของวงกลมคงที่ที่มีรัศมี2เอ{\displaystyle 2a}ดังนั้น เนฟรอยด์จึงเป็นเอพิไซคลอยด์

เนฟรอยด์เปรียบเสมือนซองของดินสอที่ประกอบด้วยวงกลมหลายวง

  • ปล่อยไปเถอะ0{\displaystyle c_{0}}วงกลมและดี1,ดี2{\displaystyle D_{1},D_{2}}จุดของเส้นผ่านศูนย์กลาง12{\displaystyle d_{12}}จากนั้นซองจดหมายของดินสอวงกลมซึ่งมีจุดกึ่งกลางอยู่บน0{\displaystyle c_{0}}และกำลังสัมผัสกัน12{\displaystyle d_{12}}เป็นเนฟรอยด์ที่มีกลีบดี1,ดี2{\displaystyle D_{1},D_{2}}.

การพิสูจน์

อนุญาต0{\displaystyle c_{0}}เป็นวงกลม(2เอคอสφ,2เอบาปφ){\displaystyle (2a\cos \varphi ,2a\sin \varphi )}โดยมีจุดกึ่งกลาง(0,0){\displaystyle (0,0)}และรัศมี2เอ{\displaystyle 2a}เส้นผ่านศูนย์กลางอาจอยู่บนแกน x (ดูแผนภาพ) กลุ่มวงกลมมีสมการดังนี้:

เอฟ(x,y,φ)=(x2เอคอสφ)2+(y2เอบาปφ)2(2เอบาปφ)2=0 .{\displaystyle f(x,y,\varphi )=(x-2a\cos \varphi )^{2}+(y-2a\sin \varphi )^{2}-(2a\sin \varphi )^{2}=0\ .}

เงื่อนไขของซองจดหมายคือ

เอฟφ(x,y,φ)=2เอ(xบาปφyคอสφ2เอคอสφบาปφ)=0 .{\displaystyle f_{\varphi }(x,y,\varphi )=2a(x\sin \varphi -y\cos \varphi -2a\cos \varphi \sin \varphi )=0\ .}

สามารถตรวจสอบจุดของเนฟรอยด์ได้อย่างง่ายดายพี(φ)=(6เอคอสφ4เอคอส3φ,4เอบาป3φ){\displaystyle p(\varphi )=(6a\cos \varphi -4a\cos ^{3}\varphi \;,\;4a\sin ^{3}\varphi )}เป็นวิธีแก้ปัญหาของระบบเอฟ(x,y,φ)=0,เอฟφ(x,y,φ)=0{\displaystyle f(x,y,\varphi )=0,\;f_{\varphi }(x,y,\varphi )=0}และด้วยเหตุนี้จึงเป็นจุดของซองจดหมายของดินสอวงกลม

เนฟรอยด์เปรียบเสมือนซองของดินสอที่ขีดเขียนเป็นเส้นๆ

เนฟรอยด์: เส้นสัมผัสเปรียบเสมือนคอร์ดของวงกลม หลักการ
เนฟรอยด์: เส้นสัมผัสเปรียบเสมือนคอร์ดของวงกลม

เช่นเดียวกับการสร้างรูปหัวใจโดยใช้กลุ่มเส้นดินสอเป็นรูปทรงซองจดหมาย ขั้นตอนต่อไปนี้ก็ใช้ได้เช่นกัน:

  1. วาดวงกลม แล้วแบ่งเส้นรอบวงออกเป็นส่วนๆ ที่มีระยะห่างเท่ากันด้วย3เอ็น{\displaystyle 3N}จุดต่างๆ (ดูแผนภาพ) และหมายเลขเรียงลำดับกัน
  2. วาดคอร์ด:(1,3),(2,6),....,(n,3n),....,(เอ็น,3เอ็น),(เอ็น+1,3),(เอ็น+2,6),....,{\displaystyle (1,3),(2,6),....,(n,3n),....,(N,3N),(N+1,3),(N+2,6),....,}(เช่น จุดที่สองเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสามเท่า)
  3. โครงสร้างโดยรวมของคอร์ดเหล่านี้มีรูปร่างคล้ายไต

การพิสูจน์

การพิจารณาต่อไปนี้ใช้สูตรตรีโกณมิติสำหรับ คอสα+คอสเบต้า, บาปα+บาปเบต้า, คอส(α+เบต้า), คอส2α{\displaystyle \cos \alpha +\cos \beta ,\ \sin \alpha +\sin \beta ,\ \cos(\alpha +\beta ),\ \cos 2\alpha }เพื่อความง่ายในการคำนวณ จึงแสดงการพิสูจน์สำหรับเนฟรอยด์ที่มีจุดยอดแหลมบนแกน y สมการของเส้นสัมผัส : สำหรับเนฟรอยด์ที่มีการแสดงแบบพาราเมตริก

x=3คอสφ+คอส3φ,y=3บาปφ+บาป3φ{\displaystyle x=3\cos \varphi +\cos 3\varphi ,\;y=3\sin \varphi +\sin 3\varphi }:

จากนั้นจึงกำหนดเวกเตอร์ปกติn=(y˙,x˙)ที{\displaystyle {\vec {n}}=({\dot {y}},-{\dot {x}})^{T}}ในตอนแรก สมการของเส้นสัมผัสy˙(φ)(xx(φ))x˙(φ)(yy(φ))=0{\displaystyle {\dot {y}}(\varphi )\cdot (x-x(\varphi ))-{\dot {x}}(\varphi )\cdot (y-y(\varphi ))=0}เป็น:

(คอส2φx + บาป2φy)คอสφ=4คอส2φ .{\displaystyle (\cos 2\varphi \cdot x\ +\ \sin 2\varphi \cdot y)\cos \varphi =4\cos ^{2}\varphi \ .}

สำหรับφ=π2,3π2{\displaystyle \varphi ={\tfrac {\pi }{2}},{\tfrac {3\pi }{2}}}จะได้ส่วนปลายแหลมของเนฟรอยด์ ซึ่งไม่มีเส้นสัมผัส สำหรับ φπ2,3π2{\displaystyle \varphi \neq {\tfrac {\pi }{2}},{\tfrac {3\pi }{2}}}สามารถหารได้ด้วยคอสφ{\displaystyle \cos \varphi }เพื่อให้ได้มา

  • คอส2φx+บาป2φy=4คอสφ .{\displaystyle \cos 2\varphi \cdot x+\sin 2\varphi \cdot y=4\cos \varphi \ .}

สมการของคอร์ด : ลากไปยังวงกลมที่มีจุดกึ่งกลาง(0,0){\displaystyle (0,0)}และรัศมี4{\displaystyle 4}: สมการของคอร์ดที่ผ่านจุดสองจุด(4คอสθ,4บาปθ), (4คอส3θ,4บาป3θ)){\displaystyle (4\cos \theta ,4\sin \theta ),\ (4\cos {\color {red}3}\theta ,4\sin {\color {red}3}\theta ))}เป็น:

(คอส2θx+บาป2θy)บาปθ=4คอสθบาปθ .{\displaystyle (\cos 2\theta \cdot x+\sin 2\theta \cdot y)\sin \theta =4\cos \theta \sin \theta \ .}

สำหรับθ=0,π{\displaystyle \theta =0,\pi }คอร์ดนั้นเสื่อมลงจนถึงจุดหนึ่ง สำหรับθ0,π{\displaystyle \theta \neq 0,\pi }สามารถหารได้ด้วยบาปθ{\displaystyle \sin \theta }และได้สมการของคอร์ด:

  • คอส2θx+บาป2θy=4คอสθ .{\displaystyle \cos 2\theta \cdot x+\sin 2\theta \cdot y=4\cos \theta \ .}

มุมทั้งสองφ,θ{\displaystyle \varphi ,\theta }มีการกำหนดความหมายที่แตกต่างกัน (φ{\displaystyle \varphi }คือครึ่งหนึ่งของมุมการกลิ้งθ{\displaystyle \theta }คือพารามิเตอร์ของวงกลม ซึ่งกำหนดคอร์ดไว้แล้ว) สำหรับφ=θ{\displaystyle \varphi =\theta }จะได้เส้นเดียวกัน ดังนั้นเส้นคอร์ดใดๆ จากวงกลมด้านบนจะเป็นเส้นสัมผัสกับเนฟรอยด์และ

  • เนฟรอยด์คือส่วนห่อหุ้มของเส้นคอร์ดของวงกลม

เนฟรอยด์เป็นเหมือนสารกัดกร่อนครึ่งวงกลม

เนฟรอยด์ในฐานะสารกัดกร่อนของวงกลม: หลักการ
เนฟรอยด์เป็นสารกัดกร่อนของครึ่งวงกลม

ข้อพิจารณาที่ได้กล่าวไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้เป็นข้อพิสูจน์ว่า ส่วนโค้งเว้าของครึ่งวงกลมมีรูปร่างคล้ายไต

  • ถ้าหากรังสีแสงขนานในระนาบตัดกับครึ่งวงกลมสะท้อนแสง (ดูแผนภาพ) รังสีสะท้อนเหล่านั้นจะสัมผัสกับรูปเนฟรอยด์

การพิสูจน์

วงกลมอาจมีจุดกำเนิดเป็นจุดกึ่งกลาง (ดังในส่วนก่อนหน้า) และรัศมีของวงกลมคือ4{\displaystyle 4}วงกลมมีการแสดงผลแบบพาราเมตริก

เค(φ)=4(คอสφ,บาปφ) .{\displaystyle k(\varphi )=4(\cos \varphi ,\sin \varphi )\ .}

เส้นสัมผัสที่จุดวงกลมเค: เค(φ){\displaystyle K:\ k(\varphi )}มีเวกเตอร์ปกติ nที=(คอสφ,บาปφ)ที{\displaystyle {\vec {n}}_{t}=(\cos \varphi ,\sin \varphi )^{T}}รังสีสะท้อนมีเวกเตอร์ตั้งฉาก (ดูแผนภาพ)n=(คอส2φ,บาป2φ)ที{\displaystyle {\vec {n}}_{r}=(\cos {\color {red}2}\varphi ,\sin {\color {red}2}\varphi )^{T}}และมีจุดวงกลมอยู่ภายในเค: 4(คอสφ,บาปφ){\displaystyle K:\ 4(\cos \varphi ,\sin \varphi )}ดังนั้น รังสีสะท้อนจึงเป็นส่วนหนึ่งของเส้นตรงที่มีสมการ

คอส2φx + บาป2φy=4คอสφ ,{\displaystyle \cos {\color {red}2}\varphi \cdot x\ +\ \sin {\color {red}2}\varphi \cdot y=4\cos \varphi \ ,}

ซึ่งสัมผัสกับเนฟรอยด์ของส่วนก่อนหน้า ณ จุด

พี: (3คอสφ+คอส3φ,3บาปφ+บาป3φ){\displaystyle P:\ (3\cos \varphi +\cos 3\varphi ,3\sin \varphi +\sin 3\varphi )}(ดูด้านบน)
สารกัดกร่อนจากต่อมน้ำเหลืองที่ก้นถ้วยชา

การยืดและหดของเนฟรอยด์

เนฟรอยด์และ สีม่วงแดงที่พัฒนาแล้ว: จุดที่มีวงกลมสัมผัสและจุดศูนย์กลางความโค้ง

อีโวลูท

เส้นวิวัฒนาการของเส้นโค้งคือตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความโค้งโดยละเอียด: สำหรับเส้นโค้งx=(){\displaystyle {\vec {x}}={\vec {c}}(s)}ด้วยรัศมีของความโค้งρ(){\displaystyle \rho (s)}วิวัฒนาการมีตัวแทน

x=()+ρ()n().{\displaystyle {\vec {x}}={\vec {c}}(s)+\rho (s){\vec {n}}(s).}

กับn(){\displaystyle {\vec {n}}(s)}หน่วยปกติที่วางแนวอย่างเหมาะสม

สำหรับเนื้องอกชนิดเนฟรอยด์ จะได้ผลลัพธ์ดังนี้:

  • ส่วนที่ขยายตัวของเนฟรอยด์คือเนฟรอยด์อีกอันหนึ่งที่มีขนาดครึ่งหนึ่งและหมุนไป 90 องศา (ดูแผนภาพ)

การพิสูจน์

เนฟรอยด์ดังที่แสดงในภาพมีรูปแบบการแสดงผลแบบพาราเมตริก

x=3คอสφ+คอส3φ,y=3บาปφ+บาป3φ ,{\displaystyle x=3\cos \varphi +\cos 3\varphi ,\quad y=3\sin \varphi +\sin 3\varphi \ ,}

เวกเตอร์ปกติหน่วยที่ชี้ไปยังจุดศูนย์กลางความโค้ง

n(φ)=(คอส2φ,บาป2φ)ที{\displaystyle {\vec {n}}(\varphi )=(-\cos 2\varphi ,-\sin 2\varphi )^{T}}(ดูหัวข้อด้านบน)

และรัศมีของความโค้ง3คอสφ{\displaystyle 3\cos \varphi }(ดูหัวข้อเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเมตริก) ดังนั้นเส้นโค้งอีโวลูตจึงมีรูปแบบการแสดงดังนี้:

x=3คอสφ+คอส3φ3คอสφคอส2φ==3คอสφ2คอส3φ,{\displaystyle x=3\cos \varphi +\cos 3\varphi -3\cos \varphi \cdot \cos 2\varphi =\cdots =3\cos \varphi -2\cos ^{3}\varphi ,}
y=3บาปφ+บาป3φ3คอสφบาป2φ ==2บาป3φ ,{\displaystyle y=3\sin \varphi +\sin 3\varphi -3\cos \varphi \cdot \sin 2\varphi \ =\cdots =2\sin ^{3}\varphi \ ,}

ซึ่งเป็นเนฟรอยด์ที่มีขนาดครึ่งหนึ่งและหมุนไป 90 องศา (ดูแผนภาพและหัวข้อ§  สมการด้านบน)

อินโวลูต

เนื่องจากส่วนที่ขยายตัวของเนฟรอยด์หนึ่งอันก็คือเนฟรอยด์อีกอันหนึ่ง ดังนั้นส่วนที่หดตัวของเนฟรอยด์นั้นก็คือเนฟรอยด์อีกอันหนึ่งเช่นกัน เนฟรอยด์ดั้งเดิมในภาพคือส่วนที่หดตัวของเนฟรอยด์ที่มีขนาดเล็กกว่า

การกลับด้าน (สีเขียว) ของเนฟรอยด์ (สีแดง) ข้ามวงกลมสีน้ำเงิน

การกลับด้านของเนฟรอยด์

การผกผัน

x4เอ2xx2+y2,y4เอ2yx2+y2{\displaystyle x\mapsto {\frac {4a^{2}x}{x^{2}+y^{2}}},\quad y\mapsto {\frac {4a^{2}y}{x^{2}+y^{2}}}}

ลากผ่านวงกลมโดยมีจุดกึ่งกลาง(0,0){\displaystyle (0,0)}และรัศมี2เอ{\displaystyle 2a}แผนที่เนฟรอยด์ด้วยสมการ

(x2+y24เอ2)3=108เอ4y2{\displaystyle (x^{2}+y^{2}-4a^{2})^{3}=108a^{4}y^{2}}

บนเส้นโค้งดีกรี 6 ด้วยสมการ

(4เอ2(x2+y2))3=27เอ2(x2+y2)y2{\displaystyle (4a^{2}-(x^{2}+y^{2}))^{3}=27a^{2}(x^{2}+y^{2})y^{2}}(ดูแผนภาพ)
ปรากฏการณ์เนฟรอยด์ในชีวิตประจำวัน: การสะท้อนแสงจากด้านในของทรงกระบอกที่เกิดจากการกัดกร่อน ของแสง
  • Mathworld: เนฟรอยด์
  • Xahlee: nephroid
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nephroid&oldid=1343514192 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เนฟรอยด์

ในทางเรขาคณิตเนฟรอยด์ ( มาจากภาษากรีกโบราณνεφρός (nephrós) ' ไต' ) คือเส้นโค้งระนาบ ชนิดหนึ่ง เป็น...

ชื่อ

แม้ว่าคำว่า เนฟรอยด์ จะถูกใช้เพื่ออธิบายเส้นโค้งอื่นๆ แต่คำนี้ถูกนำมาใช้กับเส้นโค้งในบทความนี้โดย Richard A. Proctor ในปี พ.ศ. 2421 [ 1 ] [ 2 ]

สมการ

ถ้าวงกลมเล็กมีรัศมี เอ {\displaystyle a} วงกลมคงที่นั้นมีจุดกึ่งกลาง ( 0 , 0 ) {\displaystyle (0,0)} และรัศมี 2 เอ {\displaystyle 2a} มุมการกลิ้งของวงกลมเล็กคือ 2 φ {\displaystyle 2\varphi } และชี้ ( 2 เอ , 0 ) {\displaystyle (2a,0)} จุดเริ่มต้น (ดูแผนภาพ)...

ปฐมนิเทศ

ถ้าจุดยอดแหลมอยู่บนแกน y การแสดงผลแบบพาราเมตริกจะเป็นดังนี้