雙曲面

在數學裏,雙曲面是一種二次曲面。採用直角坐標 (x,\ y,\ z)\,\! ,雙曲面可以用公式表達為

:{x^2 \over a^2} + {y^2 \over b^2} - {z^2 \over c^2}=1\,\!  (單葉雙曲面),


: - {x^2 \over a^2} - {y^2 \over b^2} + {z^2 \over c^2}=1\,\!  (雙葉雙曲面)。

假若,a=b\,\! ,則稱為旋轉雙曲面

試想一個雙曲線。它的實軸包含了雙曲線的兩個焦點,而虛軸則是兩個焦點的中分線。繞著實軸,旋轉此雙曲線,可以得到旋轉雙葉雙曲面。繞著虛軸,旋轉此雙曲線,可以得到旋轉單葉雙曲面

換另一種方法描述。參閱圖右.在三維空間裏,滿足 \left|PB_1 - PB_2\right|\,\! 為常數的所有的點的集合,是一個旋轉雙葉雙曲面。稱點 B_1\,\! 與 B_2\,\! 為雙曲面的焦點。

簡併雙曲面的公式可以表達為
:{x^2 \over a^2} + {y^2 \over b^2} - {z^2 \over c^2}=0\,\! 。

假若,a=b\,\! ,則這雙曲面是一個圓錐面;否則,是一個橢圓錐面

許多發電廠的冷卻塔結構是單葉雙曲面形狀。由於單葉雙曲面是一種雙重直紋曲面 () ,它可以用直的鋼樑建造。這樣,會減少風的阻力.同時,也可以用最少的材料來維持結構的完整。

圖片
File:Ruled hyperboloid.jpg|單葉雙曲面。每一根絲線都是直線。曲面的每一點,都有兩根包含於曲面的直線經過。所以表示出單葉雙曲面是個雙重直紋曲面
File:Canton tower in asian games opening ceremony.jpg|廣州新電視塔
File:Didcot power station cooling tower zootalures.jpg|英格蘭劍橋郡的冷卻塔

參閱

  • 橢球面
  • 拋物面
  • 卵形體
  • 直紋曲面

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