三尖瓣线(tricuspoid)也稱為施泰纳曲線(Steiner curve),是有三個尖點的圆内螺线,是一個圓繞著直徑為其三倍的圓內側無滑動滾動時,圓上一點產生的一般旋轮线
三尖瓣线也可以指有三個頂點,之間用向內彎曲的曲線相連的封閉空間,因此三尖瓣线內的空間是非凸集合[1]。
方程式
三尖瓣线可以用以下的參數方程表示:
其中a是小圓的半徑,b是大圓(也就是小圓在其內側無滑動滾動)的半徑(此處b = 3a)。
在複變座標下可得
- .
上述的t可以消去,得到以下的笛卡爾座標下的方程
因此三尖瓣线是四階的代數曲線,在極坐標下為
曲線有三個奇點,是對應的尖點。上述的參數式意味者曲線為有理曲線,也就表示其幾何虧格為零。
三尖瓣线的對偶曲線為
在原點有一個二重點,若進行一個虛軸上的旋轉y ↦ iy,曲線會變為下式,就可以看到其二重點
在實平面的原點上有二重點。
面積及周長
三尖瓣线的面積為,其中a為小圓的半徑,其面積是小圓面積的兩倍[2]。
其周長為16a[2]。
歷史
早在1599年時,伽利略·伽利莱及马兰·梅森就已開始研究常見的摆线,而奧勒·羅默在1674年研究齒輪的最佳外形時,也有用到摆线。李昂哈德·歐拉認為他是最早(1745年)將三尖瓣线應用在實際光學問題的人。
應用
三尖瓣线有應用在許多的數學領域中,舉例如下:
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参考资料