Найти тему
Математика не для всех

Внебрачный сын цилиндра и сферы: кривая Вивиани

Приветствую Вас, уважаемые Читатели! Сегодня хотелось бы погрузиться в мир плоских кривых! Нашей претендентке уже больше 300 лет и обязана она своим существованием итальянскому математику Винченцо Вивиани (1622-1703):

Источник: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Vincenzo_Viviani.jpeg
Источник: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Vincenzo_Viviani.jpeg

Получить кривую можно следующим образом: взять круговой цилиндр и сферу радиусом, равным диаметру цилиндра. Затем "расположить" сферу центром на поверхности цилиндра. Линия их пересечения и называется кривой Вивиани:

Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani0.jpg
Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani0.jpg

С алгебраической точки зрения кривая Вивиани описывается следующей системой уравнений:

-3

Но куда более интересным являются другие способы получения кривой из всевозможных геометрических объектов. Кривая Вивиани является является набором положений точки М (локусом) на меридиане сферы, вращающейся с постоянной скоростью вокруг полярной оси, в то время как точка М движется с той же скоростью вдоль этого меридиана.

Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani%20anime.gif
Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani%20anime.gif

Однако самая замечательная интерпретация этой кривой - на натурной модели. Если один конец стержня длиной L закрепить на вертикальном цилиндре диаметром L, то свободный конец, скользя по цилиндру из-за силы тяжести, будет описывать пересечение цилиндра со сферой с центром в ней радиусом L, другими словами, кривую Вивиани.

Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani-pesanteur-RF.gif
Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/viviani-pesanteur-RF.gif

Ну и немного юмора напоследок:

Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/Viviani.jpg
Источник: https://mathcurve.com/courbes3d.gb/viviani/Viviani.jpg

На этом фото есть кривая Вивиани, найдите её! Спасибо за внимание! Делитесь материалом в своих социальных сетях!

  • TELEGRAM и Вконтакте- там я публикую не только интересные статьи, но и математический юмор и многое другое.

Наука
7 млн интересуются