กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

สโตรฟอยด์

ข้อผิดพลาด CS1: วันที่ ISBN/เส้นโค้ง

ในทางเรขาคณิต เส้น สโทรฟอยด์ (strophoid)คือเส้นโค้งที่สร้างขึ้นจากเส้นโค้งC ที่กำหนดให้ และจุดA ( จุดคงที่ ) และO ( จุดขั้ว ) ดังนี้: ให้Lเป็นเส้น ตรงแปรผัน

สโตรฟอยด์

การสร้างสโทรฟอยด์
  เส้นโค้งที่กำหนดC
  เส้นแปรผันLซึ่งหมุนรอบขั้วOตัดกับเส้นCที่จุดK
  วงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่Kและขนาดถูกจำกัดโดยจุดคงที่Aตัดกับเส้นLที่จุด P และP
  ส่วนด้านในของเส้นโค้งสโตรฟอยด์ ซึ่งลากโดยP ขณะที่Lหมุน
  ส่วนนอกของเส้นโค้งสโตรฟอยด์ ซึ่งลากโดยP ขณะที่Lหมุน

ในทางเรขาคณิต เส้น สโทรฟอยด์ (strophoid)คือโค้งที่สร้างขึ้นจากเส้นโค้งC ที่กำหนดให้ และจุดA ( จุดคงที่ ) และO ( จุดขั้ว ) ดังนี้: ให้Lเป็นเส้น ตรงแปรผัน ที่ผ่านOและตัดกับCที่Kให้P₁และP₂เป็นจุดสองจุดบนLที่มีระยะห่างจากK เท่ากับระยะห่างจาก A ถึง K (นั่นคือ KP₁ = KP₂ AK ) ตำแหน่งของจุด P₁ P₂ดังจะเป็นเส้นโทรของCเทียบกับจุดขั้วOและจุดคงที่Aโปรดสังเกตว่าAP₁ และ AP₂ ฉากกันในการสร้าง

ในกรณีพิเศษที่Cเป็นเส้น ตรง Aอยู่บนCและOไม่อยู่บนCเส้นโค้งนั้นเรียกว่าเส้นโค้งสโทรฟอยด์เฉียง (oblique strophoid ) ถ้านอกจากนี้OAตั้งฉากกับCเส้นโค้งนั้นเรียกว่าเส้นโค้งสโทรฟอยด์ขวา (right strophoid ) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า สโทรฟอยด์ ( strophoid ) โดยผู้เขียนบางคน เส้นโค้งสโทรฟอยด์ขวาเรียกอีกอย่างว่าเส้นโค้งโลโกไซคลิก (logocyclic curve ) หรือเส้นโค้งโฟลิเอต (foliate curve )

สมการ

พิกัดเชิงขั้ว

ให้เส้นโค้งCกำหนดโดย โดยที่จุดกำเนิดคือOให้Aเป็นจุด( a , b )ถ้าเป็นจุดบนเส้นโค้ง ระยะทางจากKถึงAคือ

จุดต่างๆ บนเส้นตรงOKมีมุมเชิงขั้วθและจุดที่อยู่ห่างจากK เป็นระยะ dบนเส้นตรงนี้จะอยู่ห่างจากจุดกำเนิดเป็นระยะ ดังนั้น สมการของสโทรฟอยด์จึงกำหนดโดย

พิกัดคาร์ทีเซียน

ให้Cกำหนดโดยพาราเมตริก( x ( t ), y ( t ))ให้Aเป็นจุด( a , b )และให้Oเป็นจุด( p , q )จากนั้น โดยการประยุกต์ใช้สูตรเชิงขั้วโดยตรง สโตรฟอยด์จะกำหนดโดยพาราเมตริกดังนี้:

ที่ไหน

สูตรขั้วทางเลือก

สูตรที่กล่าวมาข้างต้นมีความซับซ้อน จึงจำกัดประโยชน์ในการใช้งานในบางกรณี อย่างไรก็ตาม มีสูตรอีกรูปแบบหนึ่งซึ่งบางครั้งอาจใช้งานง่ายกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่Cเป็นเซกทริกซ์ของแมคลาอรินที่มีขั้วOและA

ให้Oเป็นจุดกำเนิด และAเป็นจุด( a , 0)ให้Kเป็นจุดบนเส้นโค้งθคือมุมระหว่างOKกับ แกน xและ คือ มุมระหว่างAKกับ แกน xสมมติว่าสามารถกำหนดได้ในรูปฟังก์ชันของθเช่นให้ψเป็นมุมที่Kดังนั้นเราสามารถหาค่าrในรูปของl ได้ โดยใช้กฎของไซน์เนื่องจาก

ให้P และP เป็นจุดบนOKที่อยู่ห่างจากK เป็นระยะ AKโดยกำหนดหมายเลขให้และP KAเป็นสามเหลี่ยมหน้าจั่วที่มีมุมยอดψดังนั้นมุมที่เหลือและคือมุมระหว่างAPกับ แกน xคือ

ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน หรือเพียงแค่ใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าAPและAPตั้งฉากกัน มุมระหว่างAPกับ แกน xก็คือ

สมการเชิงขั้วสำหรับสโทรฟอยด์สามารถหาได้จากl และl จากสูตรข้างต้น:

Cคือเซกทริกซ์ของแมคลาลินที่มีขั้วOและAเมื่อlอยู่ในรูปแบบนั้น ในกรณีนั้นl และl จะมีรูปแบบเดียวกัน ดังนั้นสโทรฟอยด์จึงเป็นเซกทริกซ์ของแมคลาลินอีกอันหนึ่งหรือเป็นคู่ของเส้นโค้งดังกล่าว ในกรณีนี้ยังมีสมการเชิงขั้วแบบง่ายสำหรับสมการเชิงขั้วหากจุดกำเนิดถูกเลื่อนไปทางขวาเป็นระยะa

กรณีเฉพาะ

เส้นสโตรฟอยด์สามารถแสดงได้จริง ๆ ในรูปของลูกบาศก์เอกลักษณ์ในระนาบเชิงฉาย

สโตรฟอยด์เฉียง

ให้Cเป็นเส้นตรงที่ผ่านAแล้ว ในสัญลักษณ์ที่ใช้ข้างต้นโดยที่αเป็นค่าคงที่ ดังนั้นและสมการเชิงขั้วของสโทรฟอยด์ที่ได้ ซึ่งเรียกว่าสโทรฟอยด์เฉียง โดยมีจุดกำเนิดอยู่ที่Oคือ

และ

ตรวจสอบได้ง่ายๆ ว่าสมการเหล่านี้อธิบายถึงเส้นโค้งเดียวกัน

การย้ายจุดกำเนิดไปที่A (ดูSectrix ของ Maclaurin อีกครั้ง ) และการแทนที่−aด้วยaจะได้ผลลัพธ์ดังนี้

และการหมุนนั้นก่อให้เกิดผลลัพธ์ที่แตกต่างกันออกไป

ในระบบพิกัดสี่เหลี่ยม เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์คงที่ จะได้ดังนี้

นี่คือเส้นโค้งลูกบาศก์ และจากการแสดงในระบบพิกัดเชิงขั้ว เส้นโค้งนี้เป็นเส้นโค้งตรรกยะ มีจุดตัดแกน y ที่(0, 0)และเส้นตรงy = bเป็นเส้นกำกับ

กระดูกสตโรฟอยด์ด้านขวา

กระดูกสตโรฟอยด์ด้านขวา

การใส่เข้าไป

ให้

นี่เรียกว่าเส้นโค้งสตรอฟอยด์ด้านขวาและสอดคล้องกับกรณีที่Cคือ แกน y , Aคือจุดกำเนิด และOคือจุด( a , 0 )

สม การ คาร์ทีเซียนคือ

เส้นโค้งมีลักษณะคล้ายกับFolium ของ Descartes [ 1 ]และเส้นx = – aเป็นเส้นกำกับของสองสาขา เส้นโค้งมีเส้นกำกับอีกสองเส้นในระนาบที่มีพิกัดเชิงซ้อน ซึ่งกำหนดโดย

เส้นโค้งนี้ผ่านจุดวงกลมสองจุดที่ระยะอนันต์และเป็นกรณีพิเศษของลูกบาศก์แวนรีส์แบบวงกลมที่มีจุดโฟกัส

วงกลม

ให้Cเป็นวงกลมที่ผ่านOและAโดยที่Oคือจุดกำเนิด และAคือจุด( a , 0)ในสัญลักษณ์ที่ใช้ข้างต้น โดยที่เป็นค่าคงที่ ดังนั้นและสมการเชิงขั้วของสโทรฟอยด์ที่ได้ ซึ่งเรียกว่าสโทรฟอยด์เฉียง โดยมีจุดกำเนิดอยู่ที่Oคือ

และ

นี่คือสมการของวงกลมสองวงที่ผ่านจุดOและAและทำมุมกับจุดC ที่จุดเหล่านั้น

ดูเพิ่มเติม

โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับโรค Strophoid ใน Wikimedia Commons

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Strophoid&oldid=1314011590 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สโตรฟอยด์

ในทางเรขาคณิต เส้น สโทรฟอยด์ (strophoid)คือเส้นโค้งที่สร้างขึ้นจากเส้นโค้งC ที่กำหนดให้ และจุดA ( จุดคงที่ ) และO ( จุดขั้ว ) ดังนี้: ให้Lเป็นเส้น ตรงแปรผัน

พิกัดเชิงขั้ว

ให้เส้นโค้ง C กำหนดโดย โดยที่จุดกำเนิดคือ O ให้ A เป็นจุด ( a , b ) ถ้าเป็นจุดบนเส้นโค้ง ระยะทางจาก K ถึง A คือ ร = เอฟ ( θ ) , {\displaystyle r=f(\theta ),} เค = ( ร คอส ⁡ θ , ร บาป ⁡ θ ) {\displaystyle K=(r\cos \theta ,\ r\sin \theta )}

พิกัดคาร์ทีเซียน

ให้ C กำหนดโดยพาราเมตริก ( x ( t ), y ( t )) ให้ A เป็นจุด ( a , b ) และให้ O เป็นจุด ( p , q ) จากนั้น โดยการประยุกต์ใช้สูตรเชิงขั้วโดยตรง สโตรฟอยด์จะกำหนดโดยพาราเมตริกดังนี้:

สูตรขั้วทางเลือก

สูตรที่กล่าวมาข้างต้นมีความซับซ้อน จึงจำกัดประโยชน์ในการใช้งานในบางกรณี อย่างไรก็ตาม มีสูตรอีกรูปแบบหนึ่งซึ่งบางครั้งอาจใช้งานง่ายกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ C เป็น เซกทริกซ์ของแมคลาอริน ที่มีขั้ว O และ A