瓦特曲線
瓦特曲線是指一個六次方程的平面代數曲線,也是圓代數曲線。是由二個半徑為b ,圓心之間距離為2a(分別在(±a, 0))的圓所產生,一個長為2c的線段,兩端點分別在二圓上,其線段中間的軌跡即為瓦特曲線,此曲線和詹姆斯·瓦特在蒸汽機上的貢獻有關。
瓦特曲線的方程式可以寫為以下的极坐标系方程
推導
极坐标系
极坐标系方程可以用下式推導[1]: 在複數平面上,令二圓的圓心為a和−a,二圓連線的端點為−a+bei λ和a+bei ρ。令線段相對水平線的斜角ψ,其中點為rei θ,則二端點也可表示為rei θ ± cei ψ。二端點的二種表示式可得:
二式相加再除二可得
比較半徑及幅角可得
一開始的二式相減再除二可得
將a以下式表示
因此
直角座標系
將極座標方式展開可得
令d 2=a2+b2–c2 因此可簡化上式為:
相關條目
- 平面四杆机构
- 瓦特連桿
參考資料
- See Catalan and Rutter
外部連結
- 埃里克·韦斯坦因. . MathWorld.
- 約翰·J·奧康納; 埃德蒙·F·羅伯遜, , (英语)
- "Courbe de Watt" at Encyclopédie des Formes Mathématiques Remarquables (页面存档备份,存于) (in French)
- Catalan, E. . Mathesis. 1885, V: 154.
- Rutter, John W. . CRC Press. 2000: 73ff. ISBN 1-58488-166-6.
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