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常用曲线 |
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名称 |
曲 线 图 |
方 程 式 |
定义与特性 |
备 注 |
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圆 |
标 准 形 式 |
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直角坐标方程 x2+y2=R2 极坐标方程 ρ=R,(参见一般形式的极坐标方程) 参数方程
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与定点等距离的动点轨迹 |
圆心O(0,0) 半径 R
圆心O(ρ=0) |
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一 般 形 式 |
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直角坐标方程 (x-a)2+(x-b)2=R2 极坐标方程 ρ2-2ρρ0cos(θ-θ0)+ 参数方程
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同上 |
圆心O'(a,b) 半径 R
圆心O'(ρ0,θ0) |
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椭 圆 |
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直角坐标方程
极坐标方程
(极点在椭圆中心O点) 参数方程
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动点P到两定点F1、F2(焦点)的距离之和为一常数时,P点的轨迹
-a≤x≤a |
2a—长轴(A1A2) 2b—短轴(B1B2) 2c—焦距(F1F2)
e—离心率
顶点:A1(-a,0) A2(a,0) B1(0,-b) B2(0,b) 焦点:F1(-c,0) F2(c,0) 焦点半径: r1=PF1,r2=PF2 r1=a-ex,r2=a+ex |
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双 曲 线 |
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直角坐标方程
极坐标方程
(极点在双曲线中心O点) 参数方程
准线l1: l2: 渐近线
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动点P到两定点F1、F2(焦点)的距离之差为一常数时,P点的轨迹 x≤-a,x≥a |
2a—实轴 2b—虚轴 2c—焦距
e——离心率
顶点: A1(-a,0),A2(a,0) B1(0,-b),B2(0,b) B1、B2叫虚顶点 焦点:F1(-c,0) F2(c,0) 焦点半径: r1=PF1,r2=PF2 r1=±(ex-a), r2=±(ex+a) |
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抛 物 线 |
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直角坐标方程 γ2=2px(p>0) 极坐标方程
(极点在抛物线顶点O点) 参数方程
准线l: |
动点P到一定点F(焦点)和一定直线l ( 准线)的距离相等时,动点P的轨迹 |
离心率e=1 顶点O(0,0) 焦点F p——焦点至准线的距离,p愈大抛物线开口愈大,p称为焦参数,p>0开口向右,p<0开口向左 焦点半径:r=PF r=x+ |
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渐 开 线 |
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极坐标方程
参数方程
t=α+θ |
一动直线m(发生线)沿一定圆O(基圆)作无滑滚动时,m上任意点(如起始切点A)的轨迹。用于齿形等 |
R——基圆半径 α——压力角 |
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阿 基 米 德 螺 线 (等 进 螺 线) |
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极坐标方程 ρ=αθ |
动点沿着等速旋转(角速度ω)的圆的半径,作等速直线运动(线速度υ)此动点轨迹为阿基米德螺线。用于凸轮等 |
θ——极角
ρ——极径 O——极点 极点到曲线上任一点的弧长为
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对 数 螺 线 (等 角 螺 线) |
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极坐标方程 ρ=aemθ(m,a为常数,均大于零)
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动点的运动方向始终与极径保持定角α的动点轨迹。用于涡轮叶片等。用对数螺线作为成型铲齿铣刀铲背的轮廓线时,前角恒定不改变 |
θ——极角 ρ——极径 α——极径与切线(动点运动方向)间的夹角 曲线上任意两点间的弧长为
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圆 柱 螺 旋 线 |
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参数方程 x=rcosθ y=rsinθ z=±rθcotβ=± (右旋为“+”,左旋为“-”) |
圆柱面上的动点M绕定轴z以等角速ω回转,同时沿z轴以等速υ平移,其动点轨迹就是圆柱螺旋线。用于弹簧等 |
r——圆柱底半径 β——螺旋角 h——导程 h=2πrcotβ L——一个导程的弧长
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圆 锥 螺 旋 线 |
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参数方程 x=ρsinαcosθ y=ρsinαsinθ z=ρcosα ρ=aθ |
特性: (1)等螺距 h=2πacosα (2)切角与锥面母线夹角β
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a——常数 α——半锥角 |
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圆 锥 对 数 螺 旋 线 |
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1.不等螺距 2.切线与锥面母线夹角为定角β |
α——半锥角 ρ0,β——常数 |
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外 摆 线 |
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滚动圆 O1,沿基圆 O外部相切滚动,滚动圆上某点P(或圆外P",圆内P')的轨迹 当内外摆线的a → ∞时,摆线转化为平摆线,当b→∞时,摆线转化为圆的渐开线 |
a——基圆半径 b——滚圆半径 θ——公转角 θ1——自转角 l=O1P,当 l=b,为普通摆线Г l>b,为长幅摆线Г2 l<b,为短幅摆线Г1
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内 摆 线 |
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滚动圆O1在基圆O内部相切滚动,滚动圆上某点P(或圆外P",圆内P')的轨迹 |
a——基圆半径 b——滚圆半径 θ——公转角 θ1——自转角
l=O1P,当 l=b,为普通摆线Г l>b,为长幅摆线Г2 l<b,为短幅摆线Г1 |
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平 摆 线 |
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x=bt-lsint y=b-lcost |
定圆沿定直线滚动,圆周上(或圆外,圆内)一点的轨迹 |
曲率半径=2PM 一拱弧长=8b l=O1P,当 l=b,为普通平摆线 l>b,为长幅平摆线 l<b,为短幅平摆线 |
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悬 链 线 |
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两端悬吊的密度均匀的完全柔软曲线,在重力作用下的自然状态所构成的曲线 |
a——正常数,即距离OA。在顶点附近近似于抛物线
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