
【机】 epicycliod
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【医】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
cycloid
【电】 cycloid
外摆线(Epicycloid)是几何学中一类重要的平面曲线,其定义为:当一个圆在另一个固定圆外侧无滑动地滚动时,圆周上某定点所描绘的轨迹。该曲线在工程学、天文学和机械设计领域具有应用价值。
从汉英对照角度解析:
数学定义
外摆线的参数方程为:
$$ x = (R + r)costheta - rcosleft(frac{R + r}{r}thetaright)
y = (R + r)sintheta - rsinleft(frac{R + r}{r}thetaright)
$$
其中( R )为固定圆半径,( r )为滚动圆半径,( theta )为旋转角度(来源:Wolfram MathWorld)。
物理意义
外摆线属于“圆滚线”(Roulette)的一种,与内摆线(Hypocycloid)构成互补关系。当( R = r )时,外摆线退化为心脏线(Cardioid)。
应用实例
在齿轮设计中,外摆线齿廓可减少摩擦损耗;在天文学中,托勒密体系的行星运动模型曾用外摆线解释视运动(来源:Encyclopaedia Britannica)。
历史溯源
“外摆线”英文术语Epicycloid源自希腊语“epi”(在上)和“kyklos”(圆)。丹麦天文学家第谷·布拉赫曾用该曲线描述行星轨迹(来源:Stanford University数学史档案)。
外摆线是数学中的一种特殊曲线,指一个动圆沿固定圆外侧无滑动滚动时,动圆圆周上某一点形成的轨迹。以下是详细解释:
外摆线(Epicycloid)又称“圆外旋轮线”,其形成需满足两个条件:
在直角坐标系中,外摆线的参数方程为: $$ x = (R + r)costheta - rcosleft(frac{R + r}{r}thetaright) y = (R + r)sintheta - rsinleft(frac{R + r}{r}thetaright) $$ 其中( theta )为滚动角度。若定圆与动圆半径相等(即( R = r )),轨迹称为心脏线,方程为极坐标形式: $$ r(theta) = 1 + costheta $$ 此时曲线呈心形。
如需进一步了解,可参考数学几何教材或专业工具书中的摆线章节。
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