卡西尼卵形线Cassini oval
到两个焦点距离之积为 b² 的点:可能是一个卵形、一个 8 字,或两个分开的环。
调节参数
导出
公式与关键数值
- 直角坐标方程
- 极坐标方程
- 焦点
- 到两焦点距离之积
焦点为 (±c, 0),图中 c = 1;b² 是到两焦点距离的乘积。
01 · 定义
什么是卡西尼卵形线?
椭圆固定到两焦点的距离之和,卡西尼卵形线固定距离之积。Giovanni Domenico Cassini 在 1680 年提出这类曲线作为行星轨道模型;后来牛顿的引力理论支持了开普勒的椭圆。
焦点在 (±c, 0)、距离之积为 b² 时,形状只由 b 与 c 的比决定:b < c 时分成绕着两个焦点的两个环;b = c 时就是伯努利双纽线;b > c 时是一条闭曲线,b 小于 √2·c 时中间凹进去像花生,b ≥ √2·c 后变成凸的。
02 · 性质
关键性质
- 定义:到 (±c, 0) 两点的距离之积等于 b²。
- b < c 时是两个分开的环;b = c 时是伯努利双纽线;b > c 时是一条闭曲线。
- 单条闭曲线在 b ≥ √2·c 时恰好是凸的。
- 极坐标形式:r⁴ − 2c²r²·cos 2θ = b⁴ − c⁴。
- 对任意 b,曲线都关于两条坐标轴对称。
03 · 问答
关于卡西尼卵形线的常见问题
- 卡西尼卵形线的方程是什么?
- 直角坐标方程:((x-c)^2+y^2)((x+c)^2+y^2) = b^4;极坐标方程:r^4 - 2c^2r^2 cos 2θ = b^4 - c^4。焦点为 (±c, 0),图中 c = 1;b² 是到两焦点距离的乘积。
04 · 继续探索