何谓“等角螺线”?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/15 02:50:38

等角螺线
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等角螺线是指形式为:
<math>r = ab^\theta</math>
的螺线。
目录 1 定理
2 建造等角螺线
3 自然现象
4 历史

定理
等角螺线的臂的距离以几何级数递增。
设 L 为穿过原点的任意直线,则 L 与等角螺线的相交的角永远相等(故其名),而此值为 cot-1 ln b。
设 C 为以原点为圆心的任意圆,则 C 与等角螺线的相交的角永远相等,而此值为 tan-1 ln b,名为「倾斜度」
等角螺线是自我相似的;这即是说,等角螺线经放大后可与原图完全相同。
等角螺线的渐屈线和垂足线都是等角螺线。
从原点到等角螺线的任意点上的长度有限,但由那点出发沿等角螺线走到原点却需绕原点转无限次。这是由 Torricelli 发现的。
建造等角螺线
在复平面上定义一个复数 z = a + bi,其中 a, b ≠ 0,那么连起 z、z²、z³…… 的曲线就是一条等角螺线。
若 L 是复平面中的一条直线且不平行于实数或虚数轴,那么指数函数 ez 会将这些直线映像到以 0 为中心的等角螺线。
使用黄金长方形:
自然现象

鹦鹉螺的贝壳像等角螺线
菊的种子排列成等角螺线
鹰以等角螺线的方式接近它们的猎物
昆虫以等角螺线的方式接近光源
蜘蛛网的构造与等角螺线相似
旋涡星系的旋臂差不多是等角螺线。银河系的四大旋臂的倾斜度约为 12°。
历史
等角螺线是由笛卡儿在1683年发现的。雅各布.伯努利后来重新研究之。他发现了等角螺线的许多特性,如等角螺线经过各种适当的变换之后仍是等角螺线。他十分惊叹和欣赏这曲线的特性,故要求死后将之刻在自己的墓碑上,并附词「纵使改变,依然故我」(eadem mutata resurgo)。可惜雕刻师误将阿基米德螺线刻了上去。
等角螺线又称为对