懸鍊線
1682年萊布尼茲創辦《Acta
eruditorum》期刊,這是歐洲德語地區的第一本科學期刊。在期刊的1690年5月號雅各·白努力寫道:「現在我正式提出以下問題:把一條細繩掛在兩個定點上,讓它自由懸垂下來,求:該細繩會構成怎樣的曲線呢?」
之前伽利略早就對這問題感到興趣,並認為這條曲線應該是拋物線,可是1646年17歲的荷蘭科學家惠更斯證明懸鍊線不是拋物線。
1961年《Acta eruditorum》刊出三個正確解答,分別由62歲的惠更斯、微積分的始創者之一的萊布尼茲、約翰各·白努力(雅各·白努力的弟弟)提出。
1748年尤拉在《無限分析引論》首先定義指數函數
ex=$\lim_{n\to\infty}
(1+\frac{x}{n})^n$,開啟常數e的濫觴。
而最早注意到雙曲函數及其跟圓函數(即三角函數)的類推關係的人是義大利數學家芮卡蒂(V.Riccati,1707∼1775),他在1757年引入coshx=$\frac{e^x+e^{-x}}{2}$,sinhx=$\frac{e^x-e^{-x}}{2}$這兩個函數。
在微分學cosh(x)=$\large\frac{a(e^{\frac{x}{a}}+e^{\frac{-x}{a}})}{2}$的圖形就是懸鍊線,其中 a 是物理參數,包括線性密和拉住繩子的張力。
在坐標平面上,通過兩點(x1,y1)與(x2,y2)的所有可能曲線,繞x軸旋轉得到旋轉體,那麼以懸鏈線所產生的旋轉體的表面積為最小。
美國密蘇里州聖路易市的地標聖路易斯拱門由建築師薩瑞能(Eero Saarinen)設計,在1965年完工。它的形狀完全和一條倒轉過來的懸鍊線一樣,其高度遠比華盛頓紀念碑、紐約自由女神像都還要高,拱門頂端高於密西西比河河岸192公尺。
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y=ex |
y=e-x |
y=$\frac{e^x+e^{-x}}{2}$ |
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