Свойства от синусоидальной спирали:
-
Точка, где лемниската пересекает саму себя, называется узловой или двойной точкой;
-
Касательные в двойной точке составляют с отрезком F1F2 углы
; -
Угол μ, составляемый касательной в произвольной точке кривой с радиус-вектором точки касания равен
; -
Касательные в точках пересечения кривой и хорды, проходящей через двойную точку, параллельны друг другу;
-
Инверсия относительно окружности с центром в двойной точке, переводит лемнискату Бернулли в равнобочную гиперболу;
-
Радиус кривизны лемнискаты есть
;
Есть частный случай формулы радиуса кривизны синусоидальной спирали:
при
m
= 2,
однако, легко вывести и по определению.
Уравнение лемнискаты в полярной системе:
![]()
Формулы перехода к полярной системе координат:

Выражаем
:

Подставляем в уравнение лемнискаты и выражаем x и y:

—-
это параметрическое уравнение относительно
.
Проведя некоторые тригонометрические
преобразования,
можно получить уравнение относительно
,
указанное выше в разделе Уравнения.
Формула радиуса кривизны кривой, заданной параметрически:

Находим
производные по
:




Подставляем в формулу радиуса:

Возвращаемся к уравнению лемнискаты:
![]()
Подставляем это выражение в полученную формулу радиуса и получаем:
![]()
-
Натуральное уравнение кривой имеет вид

-
Подерой лемнискаты является синусоидальная спираль
![]()
-
Лемниската сама является подерой равносторонней гиперболы.
Собственные свойства:
Гравитационное свойство лемнискаты
-
Кривая является геометрическим местом точек, симметричных с центром равносторонней гиперболы относительно её касательных;
-
Отрезок биссектрисы угла между фокальными радиус-векторами точки лемнискаты равен отрезку от центра лемнискаты до пересечения её оси с этой биссектрисой;
-
Материальная точка, движущаяся по кривой под действием однородного гравитационного поля, пробегает дугу за то же время, что и соответствующую хорду. При этом ось лемнискаты составляет угол
с
вектором напряжённости поля, а центр
лемнискаты совпадает с исходным
положением движущейся точки; -
Площадь полярного сектора
,
при
:
![]()
-
В частности, площадь каждой петли
,
то есть площадь, ограниченная кривой,
равна площади квадрата со стороной
; -
Перпендикуляр, опущенный из фокуса лемнискаты на радиус-вектор какой-либо её точки, делит площадь соответствующего сектора пополам;
-
Длина дуги лемнискаты между точками
и
выражается
эллиптическим интегралом рода:
где
![]()
-
В частности, длина всей лемнискаты
![]()
Список используемой литературы
1. Гусак А. А. Аналитическая геометрия и линейная алгебра.– Мн.: Тетрасистемс, 1998.
2. Интернет-ресурс: www.revolution.allbest.ru
3. Интернет-ресурс: www.wikipedia.org
