摆线趣谈

一、问题的提出很早以前 ,人们就对沿直线前进的马车车轮上的点的轨迹产生了浓厚的研究兴趣 .有人误认为这个轨迹是一段段周而复始的圆弧 ,也有人误认为这个轨迹是一段段的抛物线 .实际上 ,当一个圆沿一条定直线作无滑动的滚动时 ,动圆圆周上一个定点的轨迹是一条摆线 ,也叫旋轮线 .二、摆线的方程和图像设圆的半径为ａ ,取圆滚动所沿的定直线为ｘ轴 ,圆周上定点Ｐ落在直线上的一个位置为原点 ,建立直角坐标系 (如图 1) .图 1设点Ｐ(ｘ ,ｙ)为轨迹上任意一点 ,圆心滚动到Ｂ点时 ,圆与直线相切于Ａ点 .取∠ＡＢＰ=θ为参数 ,作ＰＤ⊥Ｏｘ ,Ｐ…     

摆线亮相高考风景这边独好

摆线即旋轮线是自选模块《坐标系与参数方程》中的内容,在数学史上,发现圆锥曲线后,受到科学家关注最多的曲线是摆线.摆线种类丰富,性质优美,应用广泛.摆线问题类属动态几何问题,解决摆线问题不仅需要平面几何、三角函数和解析几何等相关知识的支撑,而且还需要一定的运动想像能力和探究能力.2010年高考摆线首次亮相北京卷文理科第14题,2011年高考摆线第二次亮相于江西省文理科第10题,均属客观题的压轴题.这几道难得的考题视角独特、设计新颖、卓尔不群,运动中考能力,立意上求创新.     

优美的摆线——2011年高考数学江西卷理科第10题赏析

2011年高考已落下帷幕,江西卷理科第10题及文科第10题立意新颖,构思独特,其内容涉及摆线,是教材内容的延伸,较大程度考查了学生数学能力.本文以理科第10题为起点,迸一步认识摆线及其方程.     

摆线齿轮滚刀齿形误差控制计算法

本文所述摆线齿轮(图1),其齿形 G 为短幅外摆线的等距曲线.此种齿形取决于四个因素:摆线轮的齿数 Z,创成距 C,偏心 e 和发生圆半径ρ.如所周知,齿形 G 有两种创成方法:内切创成和外切创成.在内切创成中,导圆(R_Ⅰ)和滚圆(R_Ⅱ)为内切关系[图1(a)],导圆和滚圆的半径 R_Ⅰ和 R_Ⅱ为     

漫谈曲线x~(2/3) y~(2/3)=a~(2/3)的构成

曲线总是作为符合某种条件的动点的集合(轨迹)。方程x~(2/3) y~(2/3)=a~(2/3)所表示的是一种特殊的曲线。它是符合什么条件的动点的集合呢?一般都是采用圆的一种内摆线形成方法而得出方程。有的书上就直接就方程进行讨论,从而指出这个方程所表示的曲线通常称为星形线。     

摆线、圆的渐伸线、星形线的作法

摆线、圆的渐伸线、星形线是高等数学教学中经常遇到的重要曲线.下面给出用几何画板(4.05版)作这些曲线的方法.1摆线的作法方法1用摆线的定义作图.设计要点:利用圆在直线上滚动的距离等于圆心移动的距离,用平移变换得到轨迹点.作法:1作线段AB,点C;以C为圆心,AB为半径作圆C1.2过     

摆线行星齿轮的滾刀法向齿形计算

摆线行星齿轮具有体积小、重量轻、减速比大、传动效率高等优点,近年来被广泛应用到各种减速装置上.但是,摆线行星齿轮的齿形曲线比较复杂,加工远比渐开线齿轮困难.开始,该厂用插齿法加工,效率很低.遵照毛主席关于中国应当对于人类有较大的贡献的教导,经过调查研究,厂里同志决定采用滚齿工艺加工.当时到全国一些兄弟厂取经,都没有成熟的经验.于是,厂里组成了三结合的技术革命组,决心攻下滚刀加工关.     

利用运动坐标系求摆线方程

在高中数学第二册《摆线及其方程》一节的教学中,经常碰到两个问题:一是学生对方程的推导感到困难,特别是在学过摆线方程后,要求他们独立地推导内摆线(高中数学第二册复习题七19题)的方程时,往往感到束手无策;二是觉得方程难记,因而使方程的应用受到限制。本文介绍的利用运动坐标系求摆线方程的方法,可以较好地解决以上两个问题。下面对这一方法作一简单介绍。     

特殊曲面的规范B基表示

规范B基即最优规范的全正基,因其具有凸包性、仿射不变性、最优保形性、端点插值性及B-算法等重要性质,在CAGD中起着重要的作用.本文讨论了各种规范B基曲面,包括C-Bézier曲面、H-C-Bézier曲面、C-B-Bézier曲面和H-B-Bézier曲面,并给出了摆线柱面、旋转摆线面、悬链面等超越曲面的规范B基曲面表示.     

圆锥曲线动弦的“保值性”

圆锥曲线的许多性质不仅优美而且和谐.文[1]得到了圆锥曲线中关于动弦的性质1.性质1过圆锥曲线上一定点P任作两条动弦PA、PB,当这两弦的斜率之积、斜率之和或者倾斜角之和三者中有一个为定值时,动弦AB所在直线过定点或有定向.     

多动点问题分类解析

多动点问题是高考重点内容之一,同学们常感困难,甚至无从入手,本文结合实例介绍这类问题的常见类型及处理方法,供同学们学习参考.一、相依型此类型指动点之间相互依赖,当一个动点固定后,其余动点也随之确定.解决该类型问题的途径是先固定一个动点,选用某个参数(变量)表示该点坐标,其余各动点坐标也相应用此参数来表示,从而达到解决问题的目的.     

由圆生成圆锥曲线

众所周知,圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)可以看成是平面内到定点和到定直线的距离之比为正常数e的动点轨迹:当01时为双曲线.有趣的是,在圆中,我们也可以通过适合某种条件的动点的轨迹来生成这三种圆锥曲线,有如     

关于三种摆线的方程

在《六年制重点中学高中数学课本·解析几何》中,摆线是这样定义的:“一个圆沿着一条直线滚动时,圆周上一个定点M的轨迹叫摆线。”如果设圆的半径为a,取圆滚动所沿的直线为x轴,圆上的定点M落在直线上的一个位置为原点,建立坐标系(如下图),取滚动角φ为参数,那么OA的长等于AM的长。则摆线的参数方程为:     

基于数值分析的动水效应对连续刚构桥抗震性能影响

为了研究不同水深下,动水效应对连续刚构桥抗震性能的影响,基于一实际工程,利用有限元软件Midas建立全桥模型,采用反应谱数值分析法,并考虑桩土的相互作用,研究了动水效应对连续刚构桥抗震性能的影响.结果表明:考虑动水效应将会减小结构的频率,且高阶频率对动水效应更加敏感;另外,动水效应将会放大结构的地震响应,随着水深的增加,地震响应的增大幅度也越大.当水深达到20m以上时,动水效应将使结构的内力增大约10%,此时在抗震设计中应重点考虑动水效应的影响.     

借助动点轨迹求线段极值的两个案例分析

<正>求与动点有关的线段的极值(最大值或最小值)问题,因问题条件不同,方法也不尽相同.但当所求极值的线段的一个端点为定点,而另一个端点为动点,且这个动点的轨迹为直线(或射线)时,借助点到直线的距离就能出奇制胜.本文借助两个具体案例谈谈有关这类问题的一些探索与思考.     

两跳蚤移行路径长度比较

讨论有关文献在谈到曲线弧长公式时所提出的一个关于两跳蚤移行路径长度的问题.通过理论推导并借助图形分析显示,只是在一些离散的特殊时刻,两跳蚤移行的摆线长度才相等.     

再谈滚动中的“玄机”

一、问题的提出有两个圆,其中一个圆固定不动,另一个圆与这个固定圆不滑动地相切滚动,如图1.当动圆绕着定圆滚动到某一位置时,这个动圆自转的周数是多少?应怎样计算?目前有几种不同的说法.     

摆线─繁花规

摆线─繁花规王金才（江西德兴铜矿运输总公司学校３３４２００）问题一：桌上有半径相等的固定圆盘和活动圆盘各一个，将活动圆盘绕固定圆盘的边缘作无滑动的滚动（滚动时始终保持两圆盘的边缘作密切相接）．当活动圆盘绕着固定圆盘转动一周后，活动圆盘本身旋转了多少圈...     

考虑环影响的平面圆型限制性三体问题的可能运动区域

本文讨论了一个主星体带环的平面圆型限制性三体问题的可能运动区域,给出了第三体的运动方程,并得到下面一些结论:(1)秤动点的位置依赖于系统的参数μ;环的内、外半径a,b;两主星体之间距离l;以及环的质量与带环主星体与环的总质量之比θ.当a,b,l,θ一定时,秤动点的个数随μ变化,最多有五个,最少有三个.此外,三角秤动点与两个主星体的构形是等腰三角形.(2)当a,b,l,θ一定时,给出了系统参数μ的一个变化范围,当μ在这个范围内时,第三体可能运动区域的结构与通常意义下的平面圆型限制性三体问题的相似.     

神奇的旋轮线

<正>旋轮线作为数学和物理中的一类重要曲线,有着许多神奇的性质和广泛的应用.基于此,旋轮线在几百年前就引起了许多大数学家的关注,并在数学史上留下了一段传奇.1圆的滚动形成旋轮线当动圆沿着定直线滚动时,动圆上一定点所画出的曲线就是旋轮线.旋轮线的这一形成过程,可以用几何画板、GeoGebra等数学软件制作动图演示.