高等数学入门拓展阅读——高等数学中一些常见的曲线及其几何性质简介

文摘   教育   2024-06-11 15:30   天津  

系列简介:这个系列文章讲解高等数学的基础内容,注重学习方法的培养,对初学者不易理解的问题往往会不惜笔墨加以解释。在内容上,以国内的经典教材”同济版高等数学“为蓝本,并对具体内容作了适当取舍与拓展。例如用ε-δ语言证明函数极限这类高等数学课程不要求掌握的内容,我们不作过多介绍。本系列文章适合作为大一新生初学高等数学时的课堂同步辅导,也可作为高等数学期末复习以及考研第一轮复习时的参考资料。阅读更多“高等数学入门”系列文章,欢迎关注数学若只如初见

在定积分的几何应用中,作为准备知识就是要熟悉一些常见曲线及其方程,传统的高数教材会把这些内容列在教材的附录中,而不会介绍这些曲线的“来历”或几何性质等,本节作为拓展阅读,我们对这部分内容作一些简单介绍。(由于公式较多,故正文采用图片形式给出。
一、概述。


二、摆线的几何定义及其参数方程的推导(摆线又称“涡轮线”)。

三、摆线的两个著名应用(注意这两个例子中的摆线都是“开口朝上”的)。

四、内摆线与外摆线。(关于内、外摆线的更多知识可以参考《三角之美》中第7章的内容,书中介绍了内、外摆线参数方程的推导,一些有趣的几何性质及相关的数学史。

五、星形线与心形线(它们分别是内摆线与外摆线的一个特例)。

六、几种常见的螺线。

七、关于对数螺线弧长的一个有趣结论。(该结论的“现代证明”可以参考《e的故事》中第11章及附录6的内容(关于前面提到的摆线在本书第11章中也有科普性质的介绍)。

八、伯努利双纽线及其几何意义。

九、从卡西尼曲线中寻找伯努利双纽线。

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笔者自学生时代至今始终对数学有着浓厚兴趣,结合自己多年学习及辅导数学的经验,在这里写一些数学专题讲解的文章,尽可能把数学的原貌展现给读者,希望大家喜欢。如果您在数学学习中遇到困难,希望公众号中的在线答疑可以对您有所帮助。
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