契恩豪斯三次曲线Tschirnhausen cubic
27ay² = (a − x)(8a + x)²:带一个环的三次曲线,是光线垂直于轴照射抛物线时的焦散线。
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公式与关键数值
- 直角坐标方程
- 极坐标方程
- 参数方程
- 面积 · 环内图中 ≈ 24.94
a 决定大小:环从 x = −8a 伸到 x = a。
01 · 定义
什么是契恩豪斯三次曲线?
Ehrenfried Walther von Tschirnhaus 把这条三次曲线当作焦散线研究:让光线垂直于抛物线的轴照射,反射光线的包络就是它。它也叫洛必达三次曲线、卡塔兰三等分角线。
它的极坐标形式 r = a·sec³(θ/3) 与参数式 x = a(1 − 3t²)、y = a·t(3 − t²) 通过 t = tan(θ/3) 互相转换。曲线在 (−8a, 0) 处与自己相交,合成一个伸到 x = a 的环,环的面积为 72√3a²/5。
02 · 性质
关键性质
- 自交点在 (−8a, 0);环伸到 (a, 0)。
- 环围成的面积为 72√3a²/5。
- 极坐标 r = a·sec³(θ/3);参数式 x = a(1 − 3t²),y = a·t(3 − t²)。
- 光线垂直于轴照射时,抛物线的反射焦散线。
- 又称洛必达三次曲线、卡塔兰三等分角线。
03 · 问答
关于契恩豪斯三次曲线的常见问题
- 契恩豪斯三次曲线的方程是什么?
- 直角坐标方程:27ay^2 = (a - x)(8a + x)^2;极坐标方程:r = a sec^3 θ/3;参数方程:x = a(1 - 3t^2),y = a t(3 - t^2)。a 决定大小:环从 x = −8a 伸到 x = a。
- 契恩豪斯三次曲线的面积是多少?
- 面积(环内):A = ((72√3)/5)a^2。a 决定大小:环从 x = −8a 伸到 x = a。
04 · 继续探索