三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字( 二 )



三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



为了保持曲线的曲率一定 , 又注意到在画弧时半径都是对角线长,所以五边形的五条对角线(这里只需要求顶点距离最远的一组对角线,但五边形的五条对角线均在该组)必须相等,而边长则没有要求 。
于是,只要满足对角线相等的五边形都可以生成唯一一个勒洛五边形 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



勒洛多边形和圆有很多相似之处 , 如:
1、图形内任意两点间距离均不超过定宽宽度h;
2、在定宽h的平行线内滚动,任意时刻与任意一条直线有且只有一个交点;
3、周长均为πh 。
当然也有很多区别 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字


所以,当定宽相同时,所有定宽曲线中勒洛三角形的面积最?。?圆的面积最大 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



另外,还有一个本质的不同,这个不同点,直接导致了“目前市面上的轮子都是圆形”这个现象 。这个不同点就是——重心!
圆在转动时,重心保持不变,或者说轴始终在圆心的位置 。但勒洛多边形则不是 。
拿勒洛三角形来举例 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



勒洛三角形的重心即三角形的重心,距顶点和对弧中点的距离不等,所以随着滚动,随时在变化 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字


所以,勒洛多边形,只能在无轴的轮子上使用!例如古人运重物时 , 会把大小相同的轮子摆成一排 , 上面铺上长木板进行运输 。这种情况下,可以使用勒洛多边形 。
但是如果要在轮子上装轴,勒洛多边形就不能胜任了 。比如自行车、汽车、旱冰鞋 。如果用了勒洛多边形,就会上下颠簸,无法使用 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



最后,勒洛多边形还有与圆的第三点不同之处——曲率!
圆是处处光滑的,换句话说曲率处处相等,但勒洛多边形在所有的顶点处均不光滑,都是尖的,这些点的曲率均不存在 。在材料力学中,勒洛多边形的材料一旦承重 , 这些点的应力要比其余光滑处大很多,所以很容易损坏 。
那数学家是怎么改善的呢?
把等边三角形的各边向两个方向延长相等的一段,再以三个顶点为圆心画圆?。沟萌瞿诮撬缘脑不〉陌刖兜扔诒叱び胙映は叩某ざ群?,内角的对顶角所对的圆弧等于延长线的长 。
由这样的六条圆弧组成的定宽曲线就一定程度上克服了尖点(该图形在圆弧的六处连接处仍存在尖点,这些点曲率均不存在,但此时尖点左右两处领域的切线夹角要小很多,因此光滑得多了) 。

三角形 立体构成 三角形的立体图形叫什么名字



那勒洛三角形有什么实际用处呢?
虽然不能用来做轮子 , 但由于勒洛多边形是定宽曲线,所以可以在正方形内部贴着旋转,又由于重心不断变化 , 所以可以覆盖更多面积 , 这样旋转一周,覆盖面积接近正方形的面积 。

推荐阅读