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
Yandex.RTB R-A-252273-3