你有没有想过,一把直直的雨伞,怎么就能穿过弯弯的辣椒形状的通道呢?还有啊,拐杖下面明明是直的,可为什么把它倾斜一个角度,就能从那个看起来像挺着肚子的拐杖孔里旋转出来呢?再有就是,当你手摇这根红色的塑料棒,在它转动的过程中,怎么就刚好能通过那个弯曲的小洞呢?
看完上面这三个有趣的小片段,你是不是觉得特别神奇呀?咱们不妨再仔细瞧瞧杆子的运动轨迹。它运动时形成的那个曲面,有个学名,叫做单叶双曲面。要是用刀竖直着把这个单叶双曲面砍一下,就能得到两半双曲线。把其中的一半拿出来,就是前面视频里出现的那种弯弯的形状啦。
从运动轨迹图里不难发现,要是咱们找几根铅笔,插在事先做好的底座里,就能拼出一个双曲面形状的笔筒。要是用一些橡皮圈把竹签连接起来,还能拼出和广州塔很像的形状呢。这可就是单叶双曲面一个特别有趣的特性——直纹曲面啦。啥叫直纹曲面呢?就是说单叶双曲面可以通过一条直线连续不断地运动得到。
这在建筑领域可有大用处呢。你想啊,用直直的钢梁,就能修建出特别好看的弯曲形状。就像咱们刚刚提到的广州小蛮腰,还有发电站的冷却塔,它可不是那种普通的直直的圆筒哦,而是中间细细的、两头粗粗的单叶双曲面形状。为啥要......
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