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nephroid 計算ツール

nephroid 計算ツール(無料・オンライン)。数値を入力すると瞬時に結果が表示され、計算式・手順・計算例も確認できます。すべてブラウザ内で計算され、登録は不要です。

中国語版: 肾脏线在线计算器

nephroid 計算ツール
滚动圆半径 r(外摆线 R = 2r)

原理

肾脏线(nephroid)是半径 r 的圆沿半径 R = 2r 的固定圆外侧滚动、圆上定点生成的外摆线,含 3 个尖点。参数式 x = 3r·cos t − r·cos 3t、y = 3r·sin t − r·sin 3t。速度模 |v| = 6r·sin t(一个瓣内),积得周长 8(R+r) = 24r;面积代入外摆线公式 π(R+r)(R+2r) = 12πr²。

名字来自希腊语 nephros(肾):两瓣之间的轮廓像肾脏。茶杯反光焦散线正是肾脏线——阳光下杯壁内缘的亮弧。

使用步骤

① 输入滚动圆半径 r;② 计算面积与周长;③ 需要作图时用参数式取点(结果区给出 t = 1 的示例点)。

计算示例

r = 1:A = 12π = 37.699111843078,L = 24.000000000000;固定圆直径 4;t = 1 时点 ≈ (2.610899414205, 2.383292946364)。

注意事项

工程上「nephroid」有时指双卵形 nephroid 曲面(椭球截体),与本曲线不同。本工具仅处理外摆线意义下的肾脏线。焦散线应用中 r 对应杯底半径,亮弧按本曲线缩放。

常见问题

Q:与 cardioid 的关系?A:cardioid 是 R = r 的外摆线(2 个尖点算 1 个重合),nephroid 是 R = 2r(3 个尖点)。周长 8(R+r) 与面积 π(R+r)(R+2r) 两个公式在 198 批 epicycloid 工具里通用。

Q:为什么咖啡杯焦散线是肾脏线?A:圆弧内壁的入射平行光经一次反射后,反射光线的包络线恰为肾脏线,这是凯莱与德洛内 19 世纪就证明的经典结论。

参考值区(GL16 数值校验同源)

r = 1:shoelace 72 万点 A = 37.699111843078、L = 24.000000000000,与解析式一致。

nephroid 計算ツールの使い方

  1. 各入力欄に自分の数値を入力します — 各欄に求める値の説明があります。
  2. 入力すると結果は即座に更新されます。「計算」ボタンは不要です。
  3. 結果カードで主要な数値、手順、実務上の注意点を確認できます。

よくある質問

nephroid 計算ツールは無料ですか?

はい — Calcton の数学の計算ツールはすべて無料で、登録も不要です。入力データはブラウザ内で処理され、サーバーには送信されません。

このツールの中国語版はありますか?

はい。上の中国語版へのリンクをご利用ください。同じ計算ツールを簡体字中国語インターフェースで利用できます。

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