摆线参数方程推导

求摆线方程推导。一个圆在水平地面滚动,圆周上一点形成的轨迹方程。请详细写出推导过程。
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过原点半径为r的摆线参数方程为

在这里实参数t是在弧度制下,圆滚动的角度。对每一个给出的t,圆心的坐标为(rt, r)。 通过替换解出t可以求的笛卡尔坐标方程为

摆线的第一道拱由参数t在(0, 2π)区间内的点组成。

摆线也满足下面的微分方程。

扩展资料

一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x、y都是某个变数t的函数:

并且对于t的每一个允许的取值,由方程组确定的点(x, y)都在这条曲线上,那么这个方程就叫做曲线的参数方程,联系变数x、y的变数t叫做参变数,简称参数。相对而言,直接给出点坐标间关系的方程即称为普通方程。

平摆线参数方程x=r(θ-sinθ),y=r(1-cosθ),r为圆的半径,θ是圆的半径所经过的角度(滚动角),当θ由0变到2π时,动点就画出了摆线的一支,称为一拱。

参考资料来源:百度百科-参数方程

参考资料来源:百度百科-摆线

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第1个回答  推荐于2017-11-27
摆线是数学中众多的迷人曲线之一.它是这样定义的:一个圆沿一直线缓慢地滚动,则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线

x=a(φ-sinφ),y=a(1-cosφ)

设该点初始坐标为(0,0),圆心坐标为(0,a)
当圆转动φ时,圆心坐标为(aφ, a)
该点相对于圆心坐标为(-asinφ,-acosφ)
所以该点坐标为(a(φ-sinφ),a(1-cosφ))

即x=a(φ-sinφ),y=a(1-cosφ)

再给你补充个次摆线的参数方程
次摆线
一个动圆沿着一条定直线作无滑动的滚动时,动圆外或动圆内一定点的轨迹。如图建立直角坐标系,设动圆的半径为a,圆心至圆外(内)定点m的距离为b,则次摆线的参数方程为x=aφ-bsinφ,y=a-bcosφ。b>a时为长幅旋轮线,b<a时为短幅旋轮线,b=a时即为摆线。本回答被提问者采纳
第2个回答  2009-03-13

我有答案。在下面的图中!

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