梨形线Piriform curve
梨形四次曲线 a⁴y² = b²x³(2a − x):带一个尖点的泪滴形,面积恰好等于椭圆的 πab。
调节参数
导出
公式与关键数值
- 直角坐标方程
- 参数方程
- 面积图中 ≈ 2.199
a 是长度的一半(图中 a = 1,曲线从 0 伸到 2a),b 决定宽度。
01 · 定义
什么是梨形线?
梨形线(拉丁语 pirum,梨)是一条横放的泪滴形四次曲线:从原点的尖点伸到 (2a, 0) 的圆头。在尖点附近 y² 与 x³ 成比例,表现得和半立方抛物线一样。
用参数式 x = a(1 + sin t)、y = b·cos t·(1 + sin t) 很容易算出面积,结果出人意料:πab,正好等于半轴为 a、b 的椭圆的面积。
02 · 性质
关键性质
- 围成的面积为 πab,与同样 a、b 的椭圆相等。
- 原点处有尖点,另一端是 (2a, 0)。
- 参数式:x = a(1 + sin t),y = b·cos t·(1 + sin t)。
- 关于 x 轴对称。
- 在尖点附近 y² ≈ (2b²/a³)·x³,像半立方抛物线。
03 · 问答
关于梨形线的常见问题
- 梨形线的方程是什么?
- 直角坐标方程:a^4y^2 = b^2x^3(2a - x);参数方程:x = a(1 + sin t),y = b cos t (1 + sin t)。a 是长度的一半(图中 a = 1,曲线从 0 伸到 2a),b 决定宽度。
- 梨形线的面积是多少?
- 面积:A = π ab。a 是长度的一半(图中 a = 1,曲线从 0 伸到 2a),b 决定宽度。
04 · 继续探索