Kosinus-Rosette mit Konchoide

und die Doppel-Ei-Linie

Prof. Dr. Dörte Haftendorn: Mathematik mit MuPAD 4,   Mrz. 06 (Version 3 ex.) Update 20.08.07

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Rosette, zu der es unten eine Konchoide gibt

hl:=1: //Leinenlänge 

r:=t->cos(2*t);

rosette:=plot::Polar([r(t),t],t=0..ende,ende=0..2*PI,

         LineWidth=1,LineColor=[1,0,0], Mesh=400):

pkt:=plotPoint2d([r(t),t],t=0..ende,ende=0..2*PI,PointSize=1.1):

leine:=plot::Line2d([(r(t)+hl)*cos(t),(r(t)+hl)*sin(t)],[r(t)*cos(t),r(t)*sin(t)],t=0..2*PI,

        LineWidth=0.5):

 

rosettekart:=plot::Curve2d([t,r(t)],t=0..ende,ende=0..2*PI,

         LineWidth=1, Mesh=400, LineColor=RGB::Green):

radius2:=plot::Line2d([0,0],[r(t)*cos(t),r(t)*sin(t)],t=0..2*PI,

        LineWidth=0.5):

radiusbetrag2:=plot::Line2d([0,0],[abs(r(t))*cos(t),abs(r(t))*sin(t)],

                                    t=0..2*PI,LineColor=[0,1,0]):

radiusordi2:=plot::Line2d([t,0],[t,r(t)],t=0..2*PI):

plot(rosette,radiusbetrag2,radius2,rosettekart,radiusordi2,LineWidth=0.5,

     AnimationStyle=BackAndForth);

 

math

MuPAD graphics

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plot(rosette);

MuPAD graphics

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Konchoide der Rosette

Spezielle Leinelänge hl, def. oben

  r:=t->cos(2*t)+hl;

rosetteconch:=plot::Polar([r(t),t],t=0..ende,ende=0..2*PI,

         LineWidth=1,LineColor=[1,0,1], Mesh=400):

rosetteconchkart:=plot::Curve2d([t,r(t)],t=0..ende,ende=0..2*PI,

         LineWidth=1, Mesh=400, LineColor=RGB::Green):

radiusconch:=plot::Line2d([0,0],[r(t)*cos(t),r(t)*sin(t)],t=0..2*PI,

        LineWidth=0.5):

radiusbetragconch:=plot::Line2d([0,0],[abs(r(t))*cos(t),abs(r(t))*sin(t)],

                                    t=0..2*PI,LineColor=[0,1,0]):

radiusordiconch:=plot::Line2d([t,0],[t,r(t)],t=0..2*PI):

plot(rosette,rosetteconch,leine,

     AnimationStyle=BackAndForth);

math

MuPAD graphics

Die Konchoide der Rosette ist die (eine) Doppel-Ei-Linie

Übliche Formel der Doppel-Ei-Linie, Größe angepasst

r:=t->2*cos(t)^2;

doppei:=plot::Polar([r(t),t],t=0..ende,ende=0..2*PI,

        LineWidth=1, LineColor=RGB::Red, Mesh=400):

doppeid:=plot::Polar([r(t),t],t=0..ende,ende=0..2*PI,

        LineWidth=1, LineColor=RGB::Red, Mesh=400,LineStyle=Dashed):

doppeikart:=plot::Curve2d([t,r(t)],t=0..ende,ende=0..2*PI,

        LineWidth=1, Mesh=400, LineColor=RGB::Green):

radiusdoppei:=plot::Line2d([0,0],[r(t)*cos(t),r(t)*sin(t)],t=0..2*PI,

                        LineWidth=0.5):

radiusbetragdoppei:=plot::Line2d([0,0],[abs(r(t))*cos(t),abs(r(t))*sin(t)],

                        t=0..2*PI,LineWidth=0.5,LineColor=[0,1,0]):

radiusordidoppei:=plot::Line2d([t,0],[t,r(t)],t=0..2*PI):

plot(doppei,radiusbetragdoppei,radiusdoppei,doppeikart,radiusordidoppei,

     AnimationStyle=BackAndForth);

 

math

MuPAD graphics

image

plot(rosetteconch,doppeid)

MuPAD graphics

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Die beiden Doppel-Ei-linien scheinen übereinzustimmen.

Rechnerieche Prüfung:

dei1:=2*cos(t)^2

math

dei2:=expand(cos(2*t)+1)

math

simplify(dei1-dei2)

math

Also ist für Leinenlänge =Blattlänge die Konchoide

der Cos-Rosette die übliche Doppel-Ei-Linie