浅谈伯努利双纽线-北京师范大学数学科学学院
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伯努利双纽线直角坐标方程与极坐标转化伯努利双纽线直角坐标方程与极坐标转化1. 介绍伯努利双纽线是数学中的一种特殊曲线,可以用直角坐标方程和极坐标方程来描述。
在本文中,我们将深入探讨伯努利双纽线的特性,并通过极坐标转化来分析其性质。
在深度和广度的要求下,本文将从简入深地探讨伯努利双纽线的特性和用途,帮助读者更加深入地理解这一数学概念。
2. 伯努利双纽线的直角坐标方程伯努利双纽线的直角坐标方程可以表示为:\[ (x^2 + y^2)^2 = 2a^2 (x^2 - y^2) \]其中,\( a \) 是伯努利双纽线的参数。
这个方程描述了一个在原点对称的特殊曲线,其形状由参数\( a \)决定。
通过分析这个方程,我们可以深入了解伯努利双纽线的几何特性和形态。
3. 伯努利双纽线的极坐标方程伯努利双纽线的极坐标方程可以表示为:\[ r^2 = 2a^2 \cos 2\theta \]这个极坐标方程将伯努利双纽线的形状转化为极坐标下的描述,帮助我们更好地理解曲线的变化和特性。
通过将直角坐标方程转化为极坐标方程,我们可以更清晰地看到曲线在极坐标下的形态和性质。
4. 对伯努利双纽线的深入分析伯努利双纽线是一种特殊的曲线,它在数学和物理领域有着重要的应用。
通过对其直角坐标方程和极坐标方程的分析,我们可以了解到它的对称性、离心率、焦点等重要特性。
这些特性在实际问题中具有重要的意义,例如在椭圆轨道运动、光学折射等领域都有着广泛的应用。
5. 个人观点和理解在我的个人观点看来,伯努利双纽线是一种非常有趣且重要的数学曲线。
通过深入学习其直角坐标方程和极坐标方程,我对其特性和用途有了更深入的理解。
这种曲线不仅在理论数学中有着重要的地位,同时也有着广泛的实际应用。
对于数学爱好者和科研人员来说,深入研究伯努利双纽线将会有很大的收获。
6. 总结通过本文的介绍和分析,我们深入学习了伯努利双纽线的直角坐标方程和极坐标方程,以及其在数学和物理领域的重要性。
浅谈伯努利双纽线——肖佳曦4018 张寒希4002摘要:关于伯努利双纽线的描述首见于1694年,雅各布·伯努利将其作为椭圆的一种类比来处理。
椭圆是由到两个定点距离之和为定值的点的轨迹。
而卡西尼卵形线则是由到两定点距离之乘积为定值的点的轨迹。
当此定值使得轨迹经过两定点的中点时,轨迹便为伯努利双纽线。
伯努利将这种曲线称为lemniscate,为拉丁文中“悬挂的丝带”之意。
伯努利双纽线在科技和轻工业领域也得到了广泛应用,在欧洲,伯努利还将伯努利双纽线应用于赌博术中。
关键词:伯努利双纽线,卡西尼卵形线,四次代数曲线,引言:伯努利双纽线是一个特殊的曲线,它是多种曲线的特殊情况,这就意味着伯努利双纽线在沟通各曲线研究上起到了重要的作用,因此对于伯努利双曲线的探讨显得尤为重要和迫切。
在计算机高速发展的今天,我们可以采用“数形结合”的方法对曲线的演变过程进行观察和探究。
本文通过对伯努利双纽线由来及性质的探究,提出数学研究需要发散思维的观点。
在雅各布·伯努利的著作《猜度术》一书中,提出了关于伯努利双纽线的许多应用。
模型的建立:在数学中,伯努利双纽线是由平面直角坐标系中的以下方程定义的平面代数曲线:(x2 + y2)2 = 2a2(x2−y2)。
伯努利双纽线在极坐标中也有简洁的表示:ρ^2=a^2*cos2θ在双极坐标系,伯努利双纽线的方程也类似:rr’=a^2/2伯努利双纽线是卡西尼卵形线,双纽线和正弦螺线的特殊情况,是双曲线关于圆心在双曲线中心的圆的反演图形。
卡西尼卵形线是这样的曲线:设点M到两个定点F1与F2的距离的乘积是个常量,即点M的几何轨迹叫做卡西尼卵形线。
设,取所在直线为极轴,线段F1F2的中点O 为极点,则可推出卵形线的极坐标方程为:而当时,所对应的曲线即伯努利双纽线(图1)所对应的方程为:图(1)通过对回转抛物面与圆柱面相交的研究得出交线的水平投影曲线(式1)(如图2)为四次代数曲线——Perseus座曲线的结论。
伯努利双纽线的极坐标方程一、引言伯努利双纽线是一种经典的数学曲线,它由瑞士数学家雅各布·伯努利在1694年首次研究。
该曲线由两个独立的圆相互相切而成,形成了一个类似于“无限”符号的形状。
在这篇文章中,我们将探讨伯努利双纽线的极坐标方程,并解释其特点和性质。
我们还将介绍如何用数学工具和图形表示法来绘制这个曲线。
二、伯努利双纽线的定义与性质伯努利双纽线可以通过参数方程和极坐标方程两种方式来定义。
在这里,我们主要关注极坐标方程。
伯努利双纽线的极坐标方程可以表示为:r^2 = a^2 * cos(2θ)其中,r是极坐标系下的径向距离,θ是极坐标系下的角度,a是控制曲线大小和形状的参数。
该方程说明了在伯努利双纽线上的每个点,其到极点的距离r的平方与角度θ的余弦函数之间存在一种特定的关系。
伯努利双纽线的性质如下:1.对称性:伯努利双纽线关于极坐标系的原点对称。
2.四重旋转对称性:伯努利双纽线关于极坐标系的原点、x轴、y轴和直线θ=π/4对称。
3.孤立点:伯努利双纽线在极点和θ=π/2、θ=3π/2、θ=5π/2、…这些角度处存在孤立点,即该点处的切线与极轴垂直。
4.渐近线:伯努利双纽线有两条水平渐近线,即当θ接近0或π时,r的值趋于正无穷大。
三、绘制伯努利双纽线的步骤和图形表示要绘制伯努利双纽线,我们可以按照以下步骤进行:1.设置合适的参数a的值,以控制曲线的大小和形状。
2.在极坐标系下,选择一系列角度θ的取值。
3.根据极坐标方程r^2 = a^2 * cos(2θ),计算对应的极径r的值。
4.使用计算出的(r,θ)坐标点,绘制曲线。
图形表示法是绘制伯努利双纽线的一种常用方法,可以通过计算机绘图软件或编程语言来实现。
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plta = 1.0 # 参数a的值theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000) # 角度取值范围r = np.sqrt(a**2 * np.cos(2*theta)) # 计算极径r的值# 将极坐标转换为直角坐标x = r * np.cos(theta)y = r * np.sin(theta)# 绘制伯努利双纽线plt.figure(figsize=(6, 6))plt.plot(x, y, color='blue', linewidth=2)plt.axis('equal')plt.title('Bernoulli Lemniscate')plt.xlabel('x')plt.ylabel('y')plt.show()在上述代码中,我们使用NumPy库计算极径r的值,并通过Matplotlib库绘制伯努利双纽线的图形。
伯努利双纽线公式推导好嘞,以下是为您生成的关于“伯努利双纽线公式推导”的文章:咱今天来聊聊伯努利双纽线这个有趣的家伙,以及它的公式是怎么推导出来的。
先来说说我曾经遇到的一件小事。
有一次我在课堂上讲伯努利双纽线,有个学生瞪着大眼睛一脸迷茫地问我:“老师,这双纽线到底是个啥呀?感觉像个神秘的魔法曲线。
”我笑着回答他:“这可不是魔法,而是数学的奇妙之处!”那到底啥是伯努利双纽线呢?简单说,它是平面内到两个定点的距离之积等于常数的点的轨迹。
听起来有点抽象,对吧?咱们来具体推导一下它的公式。
假设两个定点分别为 F₁(-a, 0)和F₂(a, 0),动点为 P(x, y)。
根据两点间的距离公式,点 P 到点 F₁的距离为:|PF₁| = √[(x + a)² + y²]点 P 到点 F₂的距离为:|PF₂| = √[(x - a)² + y²]因为点 P 到两个定点的距离之积等于常数 2a²(通常设为 2a²),所以就有:√[(x + a)² + y²] × √[(x - a)² + y²] = 2a²两边平方,得到:[(x + a)² + y²] × [(x - a)² + y²] = 4a⁴把式子展开并整理,可得:(x² + y² + a² + 2ax) × (x² + y² + a² - 2ax) = 4a⁴再进一步展开和整理:(x² + y² + a²)² - 4a²x² = 4a⁴移项并整理:(x² + y² + a²)² = 4a²(a² + x²)再开方,得到:x² + y² + a² = ±2a√(a² + x²)继续移项:x² + y² = ±2a√(a² + x²) - a²这就是伯努利双纽线的一般公式。
南京师范大学泰州学院毕业论文(设计)(一四届)题目:数学世家伯努利家族的贡献院(系、部):数学科学与应用学院专业:数学与应用数学姓名:夏玲玲学号08100439指导教师:马云南京师范大学泰州学院教务处制摘要:在18世纪的世界科学史上,瑞士伯努利家族发出了耀眼的光辉,创造了这样一个神话,在一个家族跨世纪的几代人中,连续出过十余位科学家,堪称科学史上的一个奇迹。
伯努利家族在力学、数学、天文学、生理学、领域里具有根本性的贡献,伯努利家族3代人中产生了8位科学家,出类拔萃的至少有3位,而在他们一代又一代的众多子孙中,至少有一半相继成为杰出人物。
伯努利家族的后裔有不少于120位被人们系统地追溯过,他们在数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面享有名望,有的甚至声名显赫。
最不可思议的是这个家族中有两代人,他们中的大多数数学家,并非有意选择数学为职业,然而却忘情地沉溺于数学之中。
在整个世界科学界起着承前启后,开辟科学新时代的作用。
关键词:伯努利家族;数学;成就;物理学;Abstract:In eighteenth Century the world history of science, the Swiss family Bernoulli issued a dazzling brilliance, created such a myth, in a family of several generations century, continuous over-dozen scientists, called the history of science a miracle. the Bernoulli family, in mechanics, mathematics, astronomy, physiology, in the field of fundamental contribution to the Bernoulli family of three generations of people had eight scientists, at least three outstanding; while in their generations many descendants, at least half have become outstanding figures. Bernoulli family, the descendants of not less than 120 had been systematically traced them in math, science, technology, engineering and even legal, management, literature, art, etc. enjoy fame, some even prominent. The most incredible is that there are two generations of this family, most of them mathematicians, math is not intended as a career choice, but it drunkenly indulging in mathematics among. Scientific community in the whole world plays the past and open up a new era of science role.Keywords: the Bernoulli family; mathematics; achievement;physics;目录1 绪论 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (3)1.3本课题的研究现状 (3)1.4本文解决的主要问题 (4)2 介绍伯努利家族 (5)2.1伯努利家族概况 (5)2.2伯努利家族的传奇和轶事 (6)2.3伯努利家族主要成员介绍 (6)3 伯努利家族在数学中的贡献 (8)3.1伯努利微分方程 (8)3.2伯努利概型 (10)3.3伯努利大数定理 (11)3.4伯努利不等式 (14)4 伯努利在科学界的贡献 (16)4.2伯努利在物理中的应用 (16)4.2伯努利在医学中的应用 (19)总结 (20)谢辞 (21)参考文献 (22)1 绪论1.1 研究背景瑞士的伯努利家族是科学史上著名的科学家族之一,其家族成员天资聪明,在科学上颇有建树。
伯努利双纽线的极坐标方程伯努利双纽线是一种经典的曲线,以瑞士数学家雅各布·伯努利的名字命名。
它是由两个纽线组成的,纽线是一种特殊的椭圆。
伯努利双纽线具有许多有趣的几何性质,因此在数学和物理学中得到广泛的研究和应用。
该曲线的极坐标方程可以表示为:r = a + b*cos(2θ)其中,r表示极坐标系中的距离,θ表示极角,a和b是常数,控制纽线的形状和大小。
a被称为中心纽线的半径,b被称为纽线的扁率。
伯努利双纽线具有以下有趣的性质:1. 对称性:伯努利双纽线关于原点和x轴具有对称性。
即如果(r, θ)是曲线上的点,则(-r, θ)和(r, -θ)也是曲线上的点。
2. 拓扑性质:伯努利双纽线是一个闭合的曲线,形状类似于一个无限符号。
它包含两个分离的环,称为'纽',这也是该曲线得名的原因。
两个纽之间有一个交点。
3. 焦点性质:伯努利双纽线上的每个点到两个焦点的距离之和是一个常数。
这个性质是伯努利双纽线的一个重要特征,也被称为伯努利焦点定理。
4. 参数方程:伯努利双纽线也可以用参数方程表示为:x = (a + b*cos(θ))*cos(θ)y = (a + b*cos(θ))*sin(θ)其中,x和y分别表示点的笛卡尔坐标。
伯努利双纽线在物理学、工程学和计算机图形学中都有广泛的应用。
它的对称性和焦点性质使得它成为光学系统中的重要工具,例如用于反射镜和折射镜的设计。
此外,在计算机图形学中,伯努利双纽线被用于生成复杂曲线和形状。
总而言之,伯努利双纽线是一个有趣且具有许多应用的曲线,它的极坐标方程提供了一种简洁而优雅的方式来描述它的几何特性。
楼主:西北荒城时间:2015-03-03 14:08:00 点击:1091 回复:0一,伯努利方程的推导1726年,荷兰科学家丹尼尔·伯努利提出了描述理想流体在稳流状态下运动规律伯努利原理,并用数学语言将之精确表达出来,即为伯努利方程。
伯努利方程是流体力学领域里最重要的方程之一,学习伯努利方程有助于我们更深刻的理解流体的运动规律,并可以利用它对生活中的一些现象作出解释。
同时,作为土建专业的学生,我们将来在实际工作中,很可能要与水、油、气等流体物质打交道,因此,学习伯努利方程也有一定的实际意义。
作为将近300岁高龄的物理定律,伯努利方程的理论是非常成熟的,因此不大可能在它身上研究出新的成果。
在本文中,笔者只是想结合自己的理解,用自己的方式推导出伯努利方程,并应用伯努利方程解释或解决现实生活中的一些问题。
既然要推导伯努利方程,那么就首先要理解一个概念:理想流体。
所谓理想流体,是指满足以下两个条件的流体:1,流体内部各部分之间无黏着性。
2,流体体积不可压缩。
需要指出的是,现实世界中的各种流体,其内部或多或少都存在黏着性,并且所有流体的体积都是可以压缩的,只是压缩的困难程度不同而已。
因此,理想流体只是一种理想化的模型,其在现实世界中是不存在的。
但为了对问题做简化处理,我们可以讲一些非常接近理想流体性质的流体视为理想流体。
假设有某理想流体在某细管中做稳定流动。
如图,在细管中任取一面积为s1的截面,其与地面的相对高度h1,,流体在该截面上的流速为v1,并且该截面上的液压为p1。
某一时刻,有流体流经s1截面,并在dt时间内发生位移dx1运动到新截面s2。
由于细管中的水是整体移动的,现假设细管高度为h2处有一截面s3,其上流体在相同的时间内同步运动到了截面s4,流速为v2,共发生位移dx2。
则有如下三个事实:1:截面s1、s2之间流体的体积等于截面s3、s4之间流体的体积,即s1dx1=s2dx22:截面s1、s3之间流体的体积等于截面s2、s4之间流体的体积(由事实1可以推知)3:细管中相应液体的机械能发生了变化。
伯努利双纽线推导过程嘿,朋友们!今天咱就来唠唠伯努利双纽线的推导过程。
这玩意儿可神奇啦!咱先从最基础的说起哈。
想象一下,你有个平面,就像一张大白纸。
然后呢,在这纸上有两个固定的点,这俩点可重要了,就像两个定海神针似的。
接下来,咱就开始捣鼓啦。
咱要找一个动点,让这个动点到这两个固定点的距离的乘积是个定值。
这就好比是这个动点在玩一个平衡游戏,得让两边的条件都满足。
你说这神奇不神奇?就这么一个简单的条件,就能弄出个伯努利双纽线来。
那这个动点咋动呢?它呀,就这么绕啊绕啊,绕出了一条特别的曲线。
你看,这不就像个小虫子在纸上爬,爬出了一条特别的路线嘛。
然后呢,咱再深入研究研究。
通过各种数学方法和计算,就能一步步推导出这条伯努利双纽线的具体样子和性质。
哎呀呀,这数学可真是奇妙啊!就这么几个条件,就能弄出这么复杂又漂亮的曲线来。
咱再想想,生活中不也有很多这样的例子吗?看似简单的几个因素,组合起来就能产生意想不到的结果。
你说这伯努利双纽线,它为啥叫这个名儿呢?这里面肯定有它的道理呀!这就像每个人都有自己独特的名字一样。
在推导的过程中,可不能马虎哦!每一步都得仔细琢磨,就像走在钢丝上一样,得小心翼翼的。
你想想,如果推导错了一步,那整个结果不就全错啦?那可不行,咱得认真对待。
而且啊,这伯努利双纽线可不是光好看,它在很多领域都有大用处呢!所以啊,大家可别小瞧了这推导过程。
虽然有点复杂,但一旦你搞懂了,那感觉可太棒啦!就像解开了一个大谜团一样,特别有成就感。
总之呢,伯努利双纽线的推导过程就是这么神奇又有趣。
大家要是有兴趣,也可以自己去试试,说不定你也能发现一些新的好玩的东西呢!这就是数学的魅力呀,让人忍不住去探索,去发现!。
伯努利双纽线方程的推导
伯努利双纽线方程是一种在统计学领域中常用的有关离散概率分布的方程,亦称伯努利定理。
它可以用来计算两个独立事件发生的概率。
由十九世纪欧洲数学家詹姆斯伯努利提出,因此也称为伯努利公式。
伯努利双纽线方程的推导都是从独立事件的定义开始的。
当一个实验中有若干独立变量,它们独立于另一事件时,就满足独立性,而独立性就是指
每个变量对结果的影响是互相独立的。
而伯努利双纽线方程就是在这种情况下,求出多个
独立变量结果的概率和。
假设有两个独立变量 A 与 B,则其结果可表示为 A+B,其中P(A+B)就是A与B两个变量
结果相加的概率。
根据条件概率的定义,设A与B两个事件的概率分别为P(A)和P(B),
则P(A+B)可以表示为:
P(A+B)=P(A) × P(B)
在一定的条件下,P(A+B)就称为伯努利双纽线方程,以表示当有多个独立变量时,其结果
的概率。
可知,当有N个独立变量时,上式可以改写为:
P(A+B…N)=P(A)*P(B)…*P(N)
即伯努利的双纽线方程的推导工作也就完成了。
综上所述,伯努利双纽线方程是统计学领域常用的一种关于离散概率分布的方程,它可以用来计算多个独立变量结果的概率和,来推导伯努利双纽线方程,满足一定的条件即可,
如P(A+B)=P(A) × P(B),甚至可以推导出对应有N个独立变量时的情况。
由此可见,伯努
利双纽线方程在统计学领域中事实上一直备受认可,其在统计学中的用处不言而喻。
伯努利双纽线是数学中的一个经典曲线,它的直角坐标方程以及极坐标转化是大家经常会遇到的问题。
在本文中,我将为你深入解释伯努利双纽线的相关知识,并详细讨论它的直角坐标方程及极坐标转化。
1. 了解伯努利双纽线伯努利双纽线是以瑞士数学家雅各布·伯努利的名字命名的,它是由两个渐开曲线和一条径线组成的曲线。
这个曲线有着独特的几何特性,因此在数学研究中具有重要的意义。
2. 伯努利双纽线的直角坐标方程要了解伯努利双纽线的直角坐标方程,我们首先需要了解它的构成。
伯努利双纽线由两个渐开曲线和一条径线组成,可以表示为(x² + y²)² = a²(x² - y²)。
这个方程反映了它独特的几何形态,并为我们提供了深入探讨的基础。
3. 伯努利双纽线的极坐标转化对于极坐标转化来说,我们需要将直角坐标系转化为极坐标系,以便更好地理解伯努利双纽线的性质。
通过一系列变换,我们可以得到伯努利双纽线在极坐标系下的表达式,并通过这个表达式来理解它的特性和几何含义。
4. 总结和回顾通过对伯努利双纽线的直角坐标方程和极坐标转化的讨论,我们可以更全面、深刻地理解这个曲线的性质和特点。
它的独特构成和几何形态为我们提供了研究的基础,也引发了许多有趣的数学问题和应用。
5. 个人观点和理解在我的观点中,伯努利双纽线是一个非常有趣且具有挑战性的数学问题。
它的直角坐标方程和极坐标转化为我们提供了多种角度和方法来理解它的性质,也为数学研究提供了丰富的素材和思路。
通过全面评估和深入讨论,我相信你已经对伯努利双纽线的直角坐标方程和极坐标转化有了更全面、深刻的理解。
希望这篇文章对你有所帮助,也为你在数学研究中提供了一些新的思路和启发。
伯努利双纽线是一条非常独特的曲线,其独特之处在于它由两个渐开曲线和一条径线组成。
这种特殊的构成使得伯努利双纽线在数学研究中具有重要的意义和应用。
在接下来的讨论中,我们将进一步深入探讨伯努利双纽线的性质,以及它的数学意义和应用。
浅谈伯努利双纽线
——肖佳曦4018 张寒希4002
摘要:关于伯努利双纽线的描述首见于1694年,雅各布·伯努利将其作为椭圆的一种类比来处理。
椭圆是由到两个定点距离之和为定值的点的轨迹。
而卡西尼卵形线则是由到两定点距离之乘积为定值的点的轨迹。
当此定值使得轨迹经过两定点的中点时,轨迹便为伯努利双纽线。
伯努利将这种曲线称为lemniscate,为拉丁文中“悬挂的丝带”之意。
伯努利双纽线在科技和轻工业领域也得到了广泛应用,在欧洲,伯努利还将伯努利双纽线应用于赌博术中。
关键词:伯努利双纽线,卡西尼卵形线,四次代数曲线,
引言:伯努利双纽线是一个特殊的曲线,它是多种曲线的特殊情况,这就意味着伯努利双纽线在沟通各曲线研究上起到了重要的作用,因此对于伯努利双曲线的探讨显得尤为重要和迫切。
在计算机高速发展的今天,我们可以采用“数形结合”的方法对曲线的演变过程进行观察和探究。
本文通过对伯努利双纽线由来及性质的探究,提出数学研究需要发散思维的观点。
在雅各布·伯努利的著作《猜度术》一书中,提出了关于伯努利双纽线的许多应用。
模型的建立:在数学中,伯努利双纽线是由平面直角坐标系中的以下方程定义的平面代数曲线:(x2 + y2)2 = 2a2(x2−y2)。
伯努利双纽线在极坐标中也有简洁的表示:ρ^2=a^2*cos2θ
在双极坐标系,伯努利双纽线的方程也类似:rr’=a^2/2
伯努利双纽线是卡西尼卵形线,双纽线和正弦螺线的特殊情况,是双曲线关于圆心在双曲线中心的圆的反演图形。
卡西尼卵形线是这样的曲线:设点M到两个定点F1与F2的距离的乘积是个常量,即
点M的几何轨迹叫做卡西尼卵形线。
设,取所在直线为极轴,线段F1F2的中点O 为极点,则可推出卵形线的极坐标方程为:
而当时,所对应的曲线即伯努利双纽线(图1)所对应的方程为:
图(1)
通过对回转抛物面与圆柱面相交的研究得出交线的水平投影曲线
(式1)(如图2)为四次代数曲线——Perseus座曲线的结论。
其形状特征及其变化规律取决于参数P,R和h之值,当h=R,P=2h时,为其特殊情况伯努利双纽线(如图3)
图(2)
图(3)
伯努利双纽线的作图方法:根据已知参数R.h, 先定出其公共焦点
F1(2h,0),F2(-2h,0)及曲线上最左,最右A1,A2的位置——曲线(4)与x轴的交
点。
当R=h时,有A1(8^1/2h,0),A2(-8^1/2h,0)如曲线(4)所示,过点A1任作射线,A1L交圆于N1,N2,则有ON1=ON2=2h,现以焦点F1F2为圆心,分别以
R1=A1N1,R2=A1N2,为半径画弧交于点M,则交点M属于曲线(4),连续转动射线A1L,则点M画出的轨迹为本曲线族。
根据圆幂定理可知:A1N1*A1N2=A1F1*A1F2=
定值,根据作图已知,MF1=A1N1,MF2=A1N2,于是MF1*MF2=A1N1*A1N2=A1F1*A1F2=定值。
根据圆幂定理,该定值应等于d^2-r^2,其中r为圆的半径,d为定点A1到圆心的距离。
根据本作图有r=OF1=2h,d=OA1=[4h(h+R)]^1/2,于是,d^2-r^2=a^2=4hR,则a=2(hR)^1/2。
同时也可作如下证明定出a值:设动点M的坐标为M(x,y),常数为a^2.根据MF1*MF2=定值=a^2,则有
经整理得
很显然上式应与式(1)完全相等。
对照式(1)可得:a=2(hR)^1/2与上述结果完全一致于是就得出了本曲线(4)的几何作图方法.
曲线(4)
模型的性质:在笛卡尔坐标系中,伯努利双纽线关于坐标原点对称,坐标原点是具有切线y=±x的结点和拐点。
从伯努利双纽线上任何一点M到给定的两点
F1F2的距离之积,等于F1F2之间的距离的平方。
曲线的形状类似于打横的阿拉伯数字8或者无穷大的符号∞。
伯努利双纽线的曲率在直角坐标系中可以表示为:
k=±3(x^2+y^2)^1/2*a^-2
伯努利双纽线的曲率半径为r=2a^2/3ρ每个回线围成的面积为s=a^2
正负号取决于描绘曲线时所取的方向。
伯努利双纽线的曲率有一个有趣的性质:其每一点上的曲率的绝对值与此点到原点的距离成正比关系。
应用:
(1)在纺织中的应用:伯努利双纽线在纺织中作为花纹得到广泛应用,用双纽线编织的布料外形美观,结构紧密,具有重复性和渐变性。
(2)在增压器中的应用:伯努利双纽线无撞击双进气拓宽流量增压器在工业中得到广泛应用。
(3)在赌博术中的应用:在雅各布·伯努利的《猜度术》一书中,将伯努利双纽线广泛应用到赌博术中。
结论:伯努利双纽线作为卡西尼卵形线,双纽线和正弦螺线的特殊情况,同时又是双曲线关于圆心在双曲线中心的圆的反演图形。
它在数学曲线领域的地位占有至关重要的地位,对于伯努利双纽线的研究有助于我们更好地研究其他相关曲线,达到触类旁通的效果。
伯努利双纽线在轻工业和科技方面都得到广泛而恰到好处的应用,因此,对于伯努利双纽线的研究是很有现实意义的。
参考文献:
1.维基百科
2.数学辞典
3.王叙贵.《多卵线与多纽线——卡西尼卵形线与伯努利双纽线的推广》. 昆明:昆明师范高等专科学校学报 2001,23(4):34~36 CN53- 1131/G4 ISSN 1008–7958
4.周良德.《关于回转抛物面与圆柱面相交的研究》.湖南:湘潭大学机械工程学院工程图学学报 2000年第三期。