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次擺線的意思、次擺線的詳細解釋

關鍵字:

次擺線的解釋

又稱“長(短)幅旋輪線”。一個動圓沿着一條定直線作無滑動的滾動時,動圓外或動圓内一定點的軌迹。如圖建立直角坐标系,設動圓的半徑為a,圓心至圓外(内)定點m的距離為b,則次擺線的參數方程為x=aφ-bsinφ,y=a-bcosφ。b>a時為長幅旋輪線,b<a時為短幅旋輪線,b=a時即為擺線。

詞語分解

專業解析

次擺線是幾何學中一類重要的曲線形态,指一個圓沿固定直線或另一圓周無滑動滾動時,圓内或圓外某固定點的運動軌迹。根據軌迹生成方式的不同,可分為「内次擺線」(hypotrochoid)和「外次擺線」(epitrochoid)兩種基本類型。

從數學定義來看,當半徑為$r$的圓沿半徑為$R$的基準圓滾動時:

該曲線在工程領域具有重要應用價值,例如:

  1. 機械工程中用于設計非圓形齒輪傳動系統
  2. 自動化設備中構造精密運動軌迹
  3. 藝術設計領域創作對稱裝飾圖案

詞源學角度,「次」字在古漢語中表示「附屬、伴隨」,準确反映了該曲線作為基本擺線衍生形态的特性。據《數學大辭典》(科學出版社,2012)記載,伽利略于1599年首次系統研究此類曲線,後經伯努利等數學家完善理論體系。現代應用可參考《中國大百科全書·數學卷》中關于擺線類曲線的工程實例分析。

網絡擴展解釋

次擺線是數學中一種重要的曲線類型,其形成過程與圓沿直線的滾動相關。以下為詳細解釋:

1.定義

次擺線(Trochoid)又稱餘擺線或變幅擺線,指一個圓(動圓)沿固定直線無滑動滾動時,圓所在平面内某一定點的軌迹。當定點位于圓周上時,軌迹即為常見的擺線(Cycloid),因此擺線是次擺線的一種特例。

2.參數方程

次擺線的參數方程可表示為: $$ x = avarphi - bsinvarphi y = a - bcosvarphi $$ 其中:

3.分類

根據定點位置不同,次擺線分為兩類:

4.應用

次擺線在工程領域有實際應用,例如:

5.總結

次擺線是擺線的推廣形式,通過調整參數(b)可生成不同形态的曲線。其數學性質與幾何構造在理論研究和工業設計中均具有重要意義。如需進一步了解,可參考數學百科或工程學文獻。

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