CurvG
极坐标曲线

蜗牛线Cochleoid

r = a·sin θ / θ:一条蜗牛壳形的螺线,θ 每到 π 的整数倍就回到极点。

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公式与关键数值

极坐标方程
r=asin⁡θθr = \frac{a\sin\theta}{\theta}
直角坐标方程
(x2+y2)arctan⁡yx=ay(x^2 + y^2)\arctan\frac{y}{x} = ay
回到极点的角度
θ=kπ,k=±1,±2,…\theta = k\pi,\quad k = \pm1, \pm2, \dots

a 是 θ = 0 处的半径(图中 a = 1);θ 从 0 向两侧取值。

讲解视频

把蜗牛线做成讲解视频

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01 · 定义

什么是蜗牛线?

蜗牛线(拉丁语 cochlea,蜗牛壳)是 sin θ / θ 的极坐标图像,这个函数在别处叫 sinc。θ = 0 时半径为 a;θ 每到 π 的整数倍,半径就是零,所以曲线以越来越小的环一次次回到极点。

它是希庇亚斯割圆曲线的反演:两者的半径 a·sin θ/θ 与 2aθ/(π sin θ) 相乘恒等于 2a²/π。所有的环都在极点处彼此相切。

02 · 性质

关键性质

  1. 极坐标 r = a·sin θ / θ,θ = 0 时 r = a。
  2. θ 为 π 的非零整数倍时经过极点。
  3. 直角坐标形式:(x² + y²)·arctan(y/x) = ay。
  4. 反演后变成希庇亚斯割圆曲线(两半径之积为 2a²/π)。
  5. 关于 x 轴对称。

03 · 问答

关于蜗牛线的常见问题

蜗牛线的方程是什么?
极坐标方程:r = (a sin θ)/θ;直角坐标方程:(x^2 + y^2) arctan y/x = ay。a 是 θ = 0 处的半径(图中 a = 1);θ 从 0 向两侧取值。

04 · 继续探索