سطح مخروطي

المخروط الإهليلجي، وهو حالة خاصة من السطح المخروطي، معروض بشكل مقطوع للتبسيط.

في الهندسة ، السطح المخروطي هو سطح غير محدود في الفضاء ثلاثي الأبعاد يتكون من اتحاد خطوط لا نهائية تمر عبر نقطة ثابتة ومنحنى فضائي .

التعريفات

السطح المخروطي ( بشكل عام ) هو سطح غير محدود يتكون من اتحاد جميع الخطوط المستقيمة التي تمر بنقطة ثابتة - الرأس - وأي نقطة على منحنى فضائي ثابت - الدليل - لا تحتوي على الرأس. يُسمى كل خط من هذه الخطوط مولدًا للسطح. غالبًا ما يُفترض أن الدليل منحنى مستوٍ ، في مستوى لا يحتوي على الرأس ، ولكن هذا ليس شرطًا. [ 1 ]

بشكل عام، يتكون السطح المخروطي من نصفين متطابقين غير محدودين متصلين بالرأس. يُسمى كل نصف " غطاءً" ، وهو اتحاد جميع الأشعة التي تبدأ من الرأس وتمر بنقطة على منحنى فضائي ثابت. [ 2 ] أحيانًا يُستخدم مصطلح "السطح المخروطي" للدلالة على غطاء واحد فقط. [ 3 ]

حالات خاصة

إذا كان الدليل دائرةج{\displaystyle C}وتقع قمة الدائرة على محورها ( الخط الذي يحتوي على مركزها).ج{\displaystyle C}ويكون عموديًا على مستواه)، نحصل على السطح المخروطي الدائري القائم أو المخروط المزدوج . [ 2 ] وبشكل أعم، عندما تكون الدليلةج{\displaystyle C}هو قطع ناقص ، أو أي مقطع مخروطي ، ورأسه نقطة اختيارية لا تقع على مستوىج{\displaystyle C}[ 4 ]

المعادلات

سطح مخروطيS{\displaystyle S}يمكن وصفها بارامتريًا على النحو التالي:

S(ت،u)=v+uq(ت){\displaystyle S(t,u)=v+uq(t)}،

أينv{\displaystyle v}هي القمة وq{\displaystyle q}هي المديرة. [ 5 ]

الأسطح المخروطية هي أسطح مُسطّرة ، أي أسطح يمر خط مستقيم عبر كل نقطة من نقاطها. [ 6 ] تُعدّ رقع الأسطح المخروطية التي تتجنب الرأس حالات خاصة من الأسطح القابلة للفرد ، وهي أسطح يمكن فردها إلى مستوى مسطح دون تمدد. عندما يكون للدليل خاصية أن الزاوية التي يُقابلها من الرأس تساوي تمامًا2π{\displaystyle 2\pi }إذاً، فإن كل جزء من السطح المخروطي، بما في ذلك قمته، يُعد سطحًا قابلاً للتطوير. [ 7 ]

يمكن اعتبار السطح الأسطواني حالةً خاصة من السطح المخروطي الذي تُنقل قمته إلى ما لا نهاية في اتجاه معين. في الواقع، في الهندسة الإسقاطية، يُعد السطح الأسطواني حالةً خاصة من السطح المخروطي. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. أدلر، ألفونس أ. (1912)، "1003. السطح المخروطي" ، نظرية الرسم الهندسي ، د. فان نوستراند، ص  166
  2. 1 2 ويلز، ويبستر؛ هارت، والتر ويلسون ( 1927)، الهندسة الصلبة الحديثة، دورة متدرجة، الكتب 6-9 ، دي سي هيث، الصفحات 400-401 
  3. شوتس، جورج سي. (1913)، "640. السطح المخروطي" ، الهندسة الصلبة ، أتكينسون، مينتزر، ص 410 
  4. يونغ، جيه آر (1838)، الهندسة التحليلية ، جيه. سوتر، ص 227 
  5. غراي، ألفريد (1997)، "19.2 الأسطح المستوية المسطرة" ، الهندسة التفاضلية الحديثة للمنحنيات والأسطح باستخدام برنامج Mathematica (الطبعة الثانية )، مطبعة CRC، الصفحات 439-441 ، ISBN   9780849371646
  6. ^ الجمعية الرياضية اليابانية (1993)، إيتو، كيوسي (محرر)، القاموس الموسوعي للرياضيات، المجلد. أنا: A – N (الطبعة الثانية )، مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ص. 419  
  7. أودولي، بازيل؛ بوميو، إيف (2010)، المرونة والهندسة: من تجعيدات الشعر إلى الاستجابة غير الخطية للأصداف ، مطبعة جامعة أكسفورد، ص 326-327 ، ISBN  9780198506256
  8. جيسيكي، إف إي؛ ميتشل، أ. (1916)، الهندسة الوصفية ، شركة فون بوكمان-جونز، ص 66