利萨茹曲线
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数学上,利萨茹(Lissajous)曲线(又称利萨茹图形或鲍迪奇(Bowditch)曲线)是两个沿着互相垂直方向的正弦振动的合成的轨迹。
纳撒尼尔·鲍迪奇在1815年首先研究这一族曲线,朱尔·利萨茹在1857年作更详细研究。
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[编辑] 数学定义
利萨茹曲线由以下参数方程定义:
其中,。
n称为曲线的参数,是两个正弦振动的频率比。若比例为有理数,则,参数方程可以写作:
- ,
其中。
[编辑] 性质
- 若n为无理数,曲线在长方形中稠密。
- 若n为有理数,
- 曲线是2q次代数曲线若对奇数p,或对偶数p。
- 曲线是q次代数曲线的一部份若对奇数p,或 对偶数p。
- 若n为偶数而,或若n为奇数而,则曲线是第n个切比雪夫多项式Tn的曲线的一部份。
[编辑] 特别情况
- 若a = b,n = 1,则曲线是椭圆。
- 若,则这椭圆其实是圆。
- 若,则这椭圆其实是线段。
- 若a = b,n = q = 2 (所以p = 1),则曲线是besace。
- 若,则这besace是拋物线一部份。
- 若,则这besace是一个热罗诺双纽线。
以下是利萨茹曲线的例子,其中φ = 0,a = b, p是奇数,q是偶数, | p − q | = 1。