CurvG
滚动曲线(旋轮线族)

肾形线Nephroid

双尖点外摆线——阳光在杯壁内反射时看到的亮线正是它。

调节参数

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公式与关键数值

参数方程
x=r(3cos⁡t−cos⁡3t)x = r(3\cos t - \cos 3t)
y=r(3sin⁡t−sin⁡3t)y = r(3\sin t - \sin 3t)
周长图中 = 24
L=24rL = 24r
面积图中 ≈ 37.7
A=12πr2A = 12\pi r^2
尖点数
22

r 是滚动圆半径;定圆半径为 2r。

讲解视频

把肾形线做成讲解视频

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。

开始制作

01 · 定义

什么是肾形线?

肾形线(nephroid,"肾形"之意)是有两个尖点的外摆线,由小圆绕半径为其两倍的定圆滚动画出。Proctor 在 1878 年命名了它,而惠更斯早在 1678 年就把它与光学联系起来。

它是日常生活里的焦散线:平行光(阳光)在圆柱形杯壁内反射后,反射光线的包络恰是半条肾形线——咖啡表面那道带尖点的亮线。若光源位于杯沿一点,得到的则是心脏线;两条曲线是回答不同打光方式的近亲。

02 · 性质

关键性质

  1. 弧长 24r,面积 12πr²。
  2. 它是 k = 2(R = 2r)的外摆线。
  3. 平行光照射圆的焦散线——"咖啡杯曲线"。
  4. 它的渐屈线是缩小一半并旋转 90° 的另一条肾形线。
  5. 名字来自希腊语 nephros,意为"肾"。

03 · 问答

关于肾形线的常见问题

肾形线的方程是什么?
参数方程:x = r(3 cos t - cos 3t),y = r(3 sin t - sin 3t)。r 是滚动圆半径;定圆半径为 2r。
肾形线的周长是多少?
周长:L = 24r。r 是滚动圆半径;定圆半径为 2r。
肾形线的面积是多少?
面积:A = 12π r^2。r 是滚动圆半径;定圆半径为 2r。

04 · 继续探索