CurvG
经典直角坐标曲线

笛卡尔叶形线Folium of Descartes

带环的三次曲线 x³ + y³ = 3axy,引发了笛卡尔与费马关于切线方法的对决。

调节参数

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公式与关键数值

直角坐标方程
x3+y3=3axyx^3 + y^3 = 3axy
参数方程
x=3at1+t3x = \frac{3at}{1+t^3}
y=3at21+t3y = \frac{3at^2}{1+t^3}
渐近线
x+y+a=0x + y + a = 0
面积 · 叶片内部图中 = 1.5
A=32a2A = \frac{3}{2}a^2

a 决定大小;叶片尖端在 (3a/2, 3a/2)。

讲解视频

把笛卡尔叶形线做成讲解视频

带着图中的参数打开视频模板。片中每个数都在渲染前算好,可选横屏或竖屏。

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01 · 定义

什么是笛卡尔叶形线?

笛卡尔在 1638 年提出曲线 x³ + y³ = 3axy,并向费马挑战求其切线——本想让对方难堪。费马用他的"拟等法"轻松解决,成为通往导数概念的早期里程碑。folium 是拉丁语"叶子":曲线在第一象限绕出一个经过原点的环,并沿两条臂伸向远方。

叶形线是隐函数求导的标准first example,而且回报实在:环在原点处自交形成结点,拥有两条不同的切线;两条臂逼近同一条渐近线 x + y + a = 0。对称轴是直线 y = x,环的顶点位于 (3a/2, 3a/2)。

02 · 性质

关键性质

  1. 原点是结点,两条切线分别沿两条坐标轴。
  2. 两条臂共用渐近线 x + y + a = 0。
  3. 环的面积为 3a²/2,且恰好等于臂与渐近线之间的面积。
  4. 关于 y = x 对称;环的顶点为 (3a/2, 3a/2)。
  5. 有理参数化 x = 3at/(1+t³)、y = 3at²/(1+t³) 覆盖整条曲线。

03 · 问答

关于笛卡尔叶形线的常见问题

笛卡尔叶形线的方程是什么?
直角坐标方程:x^3 + y^3 = 3axy;参数方程:x = 3at/(1+t^3),y = (3at^2)/(1+t^3)。a 决定大小;叶片尖端在 (3a/2, 3a/2)。
笛卡尔叶形线的面积是多少?
面积(叶片内部):A = (3/2)a^2。a 决定大小;叶片尖端在 (3a/2, 3a/2)。

04 · 继续探索