الروليت (المنحنى)


في الهندسة التفاضلية للمنحنيات ، يُعدّ المنحنى الدائري نوعًا من المنحنيات الحركية ، وهو تعميم للمنحنيات الدائرية ، والمنحنيات فوق الدائرية ، والمنحنيات تحت الدائرية ، والمنحنيات الحلقية ، والمنحنيات فوق الحلقية ، والمنحنيات تحت الحلقية ، والمنحنيات الملتفة . ببساطة، هو المسار الذي يرسمه منحنى أثناء تدحرجه على منحنى آخر دون انزلاق.
تعريف
تعريف غير رسمي

بصورة عامة، تُعرَّف الروليت بأنها المنحنى الذي يصفه نقطة (تُسمى المولد أو القطب ) متصلة بمنحنى معين أثناء دوران هذا المنحنى دون انزلاق، على طول منحنى آخر ثابت. بتعبير أدق، إذا كان لدينا منحنى متصل بمستوى متحرك بحيث يدور هذا المنحنى دون انزلاق على طول منحنى آخر متصل بمستوى ثابت يشغل نفس الحيز، فإن نقطة متصلة بالمستوى المتحرك تصف منحنى في المستوى الثابت يُسمى الروليت.
الحالات الخاصة والمفاهيم ذات الصلة
في حالة كون المنحنى المتحرك خطًا مستقيمًا والمولد نقطة عليه، يُسمى المنحنى الدائري (الروليت) منحنىً ملتفًا للمنحنى الثابت. أما إذا كان المنحنى المتحرك دائرة والمنحنى الثابت خطًا مستقيمًا، فيُسمى المنحنى الدائري (الروليت) منحنىً حلقيًا ( التروكويد) . وفي هذه الحالة، إذا كانت النقطة تقع على الدائرة، فيُسمى المنحنى الدائري (السيكلويد) .
المفهوم ذو الصلة هو الجليسيت ، وهو المنحنى الذي يتم وصفه بنقطة متصلة بمنحنى معين أثناء انزلاقه على طول منحنيين (أو أكثر) معينين.
التعريف الرسمي
بصورة رسمية، يجب أن تكون المنحنيات قابلة للتفاضل في المستوى الإقليدي . يبقى المنحنى الثابت غير متغير، بينما يخضع المنحنى المتحرك لتحويل تطابق مستمر بحيث يكون المنحنيان متماسين دائمًا عند نقطة تماس تتحرك بنفس السرعة عند السير على طول أي منهما (بمعنى آخر، نقطة تماس المنحنيين هي مركز الدوران اللحظي لتحويل التطابق). تتشكل العجلة الدوارة الناتجة من خلال موضع المولد الخاضع لنفس مجموعة تحويلات التطابق.
بنمذجة المنحنيات الأصلية كمنحنيات في المستوى المركب ، لنفترضلنفترض أن هما المعلمتان الطبيعيتان للتدحرج () وثابتة () المنحنيات، بحيث،، وللجميعلعبة الروليت الخاصة بالمولدمثليتم دحرجتهثم يتم تحديده بواسطة عملية الربط التالية:
التعميمات
إذا تم، بدلاً من تثبيت نقطة واحدة على المنحنى المتدحرج، نقل منحنى آخر مُعطى على طول المستوى المتحرك، فإن ذلك يُنتج مجموعة من المنحنيات المتطابقة. ويُمكن تسمية غلاف هذه المجموعة أيضاً بالروليت.
يمكن بالتأكيد تخيل وجود دوائر دائرية في المساحات الأعلى، ولكن يحتاج المرء إلى محاذاة أكثر من مجرد المماسات.
مثال
إذا كان المنحنى الثابت عبارة عن منحنى سلسلي والمنحنى المتحرك عبارة عن خط مستقيم ، فإننا نحصل على:
يتم اختيار معلمات الخط بحيث
بتطبيق الصيغة أعلاه نحصل على:
إذا كانت قيمة p تساوي -i، فإن التعبير يحتوي على جزء تخيلي ثابت (وهو -i ) ، ويكون مسار عجلة الروليت خطًا أفقيًا. ومن التطبيقات المثيرة للاهتمام لهذا المفهوم أن عجلة مربعة الشكل يمكنها أن تتدحرج دون أن ترتد على طريق يتكون من سلسلة متطابقة من أقواس السلسلة.
قائمة الروليت
| منحنى ثابت | المنحنى المتدحرج | نقطة توليد | لعبة الروليت |
|---|---|---|---|
| أي منحنى | خط | نقطة على الخط | المنحنى الالتفافي |
| خط | أي | أي | سايكلوجون |
| خط | دائرة | أي | التروكويد |
| خط | دائرة | نقطة على الدائرة | سيكلويد |
| خط | مقطع مخروطي | مركز القطع المخروطي | لعبة الروليت العاصفة [ 2 ] |
| خط | مقطع مخروطي | بؤرة القطع المخروطي | روليت ديلاوناي [ 3 ] |
| خط | القطع المكافئ | بؤرة القطع المكافئ | السلسلة [ 4 ] |
| خط | القطع الناقص | بؤرة القطع الناقص | السلسلة الإهليلجية [ 4 ] |
| خط | القطع الزائد | بؤرة القطع الزائد | السلسلة الزائدية [ 4 ] |
| خط | القطع الزائد المستطيل | مركز القطع الزائد | المطاط المستطيل [ 5 ] |
| خط | سيكلوكلويد | مركز | القطع الناقص [ 6 ] |
| دائرة | دائرة | أي | التروكويد المركزي [ 7 ] |
| خارج الدائرة | دائرة | أي | إبيتروكويد |
| خارج الدائرة | دائرة | نقطة على الدائرة | الدويري |
| خارج الدائرة | دائرة ذات نصف قطر متطابق | أي | ليماكون |
| خارج الدائرة | دائرة ذات نصف قطر متطابق | نقطة على الدائرة | نمط القلب |
| خارج الدائرة | دائرة نصف قطرها | نقطة على الدائرة | نيفرويد |
| داخل دائرة | دائرة | أي | هيبتروكويد |
| داخل دائرة | دائرة | نقطة على الدائرة | هيبوكلويد |
| داخل دائرة | دائرة نصف قطرها ثلث القطر | نقطة على الدائرة | العضلة الدالية |
| داخل دائرة | دائرة ربع نصف القطر | نقطة على الدائرة | الكويكبات |
| القطع المكافئ | قطع مكافئ متساوي الأبعاد مُعطى بمعاملات في اتجاهين متعاكسين | رأس القطع المكافئ | سيسويد ديوكليس [ 1 ] |
| سلسال | خط | انظر المثال أعلاه | خط |
انظر أيضاً
ملحوظات
- 1 2 "Cissoid" على www.2dcurves.com
- ↑ "روليت ستورم" على www.mathcurve.com
- ↑ "روليت ديلاوناي" على www.mathcurve.com
- 1 2 3 "روليت ديلاوناي" على www.2dcurves.com
- ↑ غرينهيل، ج. (1892). تطبيقات الدوال الإهليلجية . ماكميلان. ص 88.
- ↑ "لعبة الروليت ذات المنحنى الثابت المستقيم" على موقع www.mathcurve.com
- ↑ "المنحنى الحلقي المركزي" على موقع mathcurve.com
مراجع
- WH Besant (1890) ملاحظات حول الروليت والجليسيت من دراسات الرياضيات التاريخية لجامعة كورنيل ، والتي نشرتها في الأصل شركة Deighton, Bell & Co.
- وايسستين، إريك دبليو. “الروليت” . عالم الرياضيات .
للمزيد من القراءة
- الروليت (المنحنى)
