Plik:Osculating circles of the Archimedean spiral.svg
Z testwiki
Przejdź do nawigacji
Przejdź do wyszukiwania
Wielkość pliku podglądu PNG dla pliku SVG: 600 × 600 pikseli Inne rozdzielczości: 240 × 240 pikseli | 480 × 480 pikseli | 768 × 768 pikseli | 1024 × 1024 pikseli | 2048 × 2048 pikseli | 1000 × 1000 pikseli.
Rozmiar pierwotny (Plik SVG, nominalnie 1000 × 1000 pikseli, rozmiar pliku: 108 KB)
Ten plik znajduje się w Wikimedia Commons i może być używany w innych projektach. Poniżej znajdują się informacje ze strony opisu tego pliku.
Opis
| OpisOsculating circles of the Archimedean spiral.svg |
English: Osculating circles of the Archimedean spiral. "The spiral itself is not not drawn: we see it as the locus of points where the circles are especially close to each other." [1] |
| Data | |
| Źródło | Praca własna |
| Autor | Adam majewski |
| Inne wersje |
|
| SVG rozwój InfoField |
Opis
Math equations
Point of an Archimedean spiral for angle t
The curvature of Archimedes' spiral is
Radius of osculating circle is[2]
Center of osculating circle is
where
is first derivative
is a second derivative
notes
Program computes 130 values of angle ( list tt) from 1/5 to 26:
[1/5,2/5,3/5,4/5,1,6/5,7/5,8/5,9/5,2,11/5,12/5,13/5,14/5,3,16/5,17/5,18/5,19/5,4,21/5,22/5,23/5,24/5,5,26/5,27/5,28/5,29/5,6,31/5,32/5,
33/5,34/5,7,36/5,37/5,38/5,39/5,8,41/5,42/5,43/5,44/5,9,46/5,47/5,48/5,49/5,10,51/5,52/5,53/5,54/5,11,56/5,57/5,58/5,59/5,12,61/5,62/5,
63/5,64/5,13,66/5,67/5,68/5,69/5,14,71/5,72/5,73/5,74/5,15,76/5,77/5,78/5,79/5,16,81/5,82/5,83/5,84/5,17,86/5,87/5,88/5,89/5,18,91/5,92/5,
93/5,94/5,19,96/5,97/5,98/5,99/5,20,101/5,102/5,103/5,104/5,21,106/5,107/5,108/5,109/5,22,111/5,112/5,113/5,114/5,23,116/5,117/5,118/5,
119/5,24,121/5,122/5,123/5,124/5,25,126/5,127/5,128/5,129/5,26]
For each angle t computes circle ( list for draw2d). It gives a new list Circles
Circles : map (GiveCircle, tt)$
Command draw2d takes list Circles and draw all circles. Commands from draw package accepts list as an input.
Algorithm
- compute a list of angles
- For each angle t from list tt compute a point
- for each point
compute and draw osculating circle
Maxima CAS src code
/*
http://mathworld.wolfram.com/OsculatingCircle.html
The osculating circle of a curve C at a given point P
is the circle that has the same tangent as C at point P as well as the same curvature.
https://en.wikipedia.org/wiki/Archimedean_spiral
https://www.mathcurve.com/courbes2d.gb/archimede/archimede.shtml
https://www.mathcurve.com/courbes2d.gb/enveloppe/enveloppe.shtml
the osculating circles of an Archimedean spiral. There is no need to trace the envelope...
http://xahlee.info/SpecialPlaneCurves_dir/ArchimedeanSpiral_dir/archimedeanSpiral.html
The tangent circles of Archimedes's spiral are all nested. need to proof that archimedes spiral's osculating circles are nested inside each other.
https://arxiv.org/abs/math/0602317
https://www.researchgate.net/publication/236899971_Osculating_Curves_Around_the_Tait-Kneser_Theorem
Osculating Curves: Around the Tait-Kneser Theorem
March 2013The Mathematical Intelligencer 35(1):61-66
DOI: 10.1007/s00283-012-9336-6
Elody GhysElody GhysSerge TabachnikovSerge TabachnikovVladlen TimorinVladlen Timorin
Osculating circles of a spiral. The spiral itself is not not drawn:
we see it as the locus of points where the circles are especially close to each
other.
https://math.stackexchange.com/questions/568752/curvature-of-the-archimedean-spiral-in-polar-coordinates
===============
Batch file for Maxima CAS
save as a a.mac
run maxima :
maxima
and then :
batch("a.mac");
*/
kill(all);
remvalue(all);
ratprint:false;
/* ---------- functions ---------------------------------------------------- */
/*
converts complex number z = x*y*%i
to the list in a draw format:
[x,y]
*/
draw_f(z):=[float(realpart(z)), float(imagpart(z))]$
/* give Draw List from one point*/
dl(z):=points([draw_f(z)])$
ToPoints(myList):= points(map(draw_f , myList))$
f(t):= t*cos(t)$
g(t) :=t*sin(t)$
define(fp(t), diff(f(t),t,1));
define(fpp(t), diff(f(t),t,2));
define(gp(t), diff(g(t),t,1));
define(gpp(t), diff(g(t),t,2));
/*
point of the Archimedean spiral
t is angle in turns
1 turn = 360 degree = 2*Pi radians
*/
give_spiral_point(t):= f(t)+ %i*g(t)$
/* The curvature of Archimedes' spiral is
http://mathworld.wolfram.com/ArchimedesSpiral.html
*/
GiveCurvature(t) := (2+t*t)/sqrt((1+t*t)*(1+t*t)*(1+t*t)) $
GiveRadius(t):= float(1/GiveCurvature(t));
/*
center of The osculating circle of a curve C at a given point P = give_spiral_point(t)
*/
GiveCenter(T):= block(
[x, y,f_, f_p, f_pp, g_, g_p, g_pp, n, d ],
f_ : f(T),
f_p : fp(T),
f_pp : fpp(T),
g_ : g(T),
g_p : gp(T),
g_pp : gpp(T),
n : f_p*f_p + g_p*g_p,
d : f_p*g_pp - f_pp*g_p,
x: f_ - g_p*n/d,
y: g_ + f_p* n/d,
return ( x+y*%i)
)$
GiveCircle(T):= block(
[Center, Radius],
Center : GiveCenter(T),
Radius : GiveRadius(T),
return(ellipse (float(realpart(Center)), float(imagpart(Center)), Radius, Radius, 0, 360))
)$
/* compute */
iMin:1;
iMax:130;
id:5;
tt: makelist(i/id, i, iMin, iMax)$
zz: map(give_spiral_point, tt)$ /* points of the spiral */
Circles : map (GiveCircle, tt)$
/* convert lists to draw format */
points: ToPoints(zz )$
/* draw lists using draw package */
path:"~/maxima/batch/spiral/ARCHIMEDEAN_SPIRAL/a2/"$ /* pwd, if empty then file is in a home dir , path should end with "/" */
/* draw it using draw package by */
load(draw);
/* if graphic file is empty (= 0 bytes) then run draw2d command again */
draw2d(
user_preamble="set key top right; unset mouse",
terminal = 'svg,
file_name = sconcat(path,"spiral_rc13_", string(iMin),"_", string(iMax)),
font_size = 13,
font = "Liberation Sans", /* https://commons.wikimedia.org/wiki/Help:SVG#Font_substitution_and_fallback_fonts */
title= "Osculating circles of the Archimedean spiral.\ The spiral itself is not not drawn: we see it as the locus of points where the circles are especially close to each other.",
dimensions = [1000, 1000],
/* points of the spiral, if you want to check
point_type = filled_circle,
point_size = 1,
points_joined = true,
points,*/
/* circles */
key = "",
line_width = 1,
line_type = solid,
border = true,
nticks = 100,
color = red,
fill_color = white,
transparent = true,
Circles
)$
Licencja
Ja, właściciel praw autorskich do tego dzieła, udostępniam je na poniższej licencji
Ten plik udostępniony jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowe.
- Wolno:
- dzielić się – kopiować, rozpowszechniać, odtwarzać i wykonywać utwór
- modyfikować – tworzyć utwory zależne
- Na następujących warunkach:
- uznanie autorstwa – musisz określić autorstwo utworu, podać link do licencji, a także wskazać czy utwór został zmieniony. Możesz to zrobić w każdy rozsądny sposób, o ile nie będzie to sugerować, że licencjodawca popiera Ciebie lub Twoje użycie utworu.
- na tych samych warunkach – Jeśli zmienia się lub przekształca niniejszy utwór, lub tworzy inny na jego podstawie, można rozpowszechniać powstały w ten sposób nowy utwór tylko na podstawie tej samej lub podobnej licencji.
see also
references
- ↑ Osculating curves: around the Tait-Kneser Theoremby E. Ghys, S. Tabachnikov, V. Timorin
- ↑ mathworld.wolfram : OsculatingCircle
Podpisy
Dodaj jednolinijkowe objaśnienie tego, co ten plik pokazuje
Osculating circles of the Archimedean spiral
Obiekty przedstawione na tym zdjęciu
przedstawia
osculating circle angielski
Jakaś wartość bez elementu Wikidanych
27 maj 2019
image/svg+xml
Historia pliku
Kliknij na datę/czas, aby zobaczyć, jak plik wyglądał w tym czasie.
| Data i czas | Miniatura | Wymiary | Użytkownik | Opis | |
|---|---|---|---|---|---|
| aktualny | 22:23, 23 lut 2023 | 1000 × 1000 (108 KB) | wikimediacommons>Mrmw |
Lokalne wykorzystanie pliku
Poniższa strona korzysta z tego pliku: