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Es seien <math>R \in \mathbb{N}</math> und <math>r \in \mathbb{N}</math> die Radien des

Version vom 14. November 2012, 19:22 Uhr

Aufgabe 3.1

Astroiden sind spezielle Hypozykloiden:



(a) Was muss für R (Radius des großen, festen Kreises), r (Radius des abrollenden kleinen Kreises) und d (Abstand des beschreibenden Punktes zum Mittelpunkt M_k des abrollenden Kreises) gelten, damit eine Astroide entsteht?

(b) Geben Sie eine Parameterdarstellung der Kurve an, auf der sich M_k der Mittelpunkt des abrollden Kreises bewegt. Verwenden Sie als Parameter den Winkel \varphi, dessen Schenkel die positive x-Achse und der Strahl MM_k^+ sind.

(c) Wir stellen uns vor, dass mit dem abrollenden Kreis ein kartesisches Koordinatensystem KS'derart mitgeführt wird, dass die Achsen von KS' immer parallel zu den entsprechenden Achsen des globalen Koordinatensystems sind. Der Ursprung von KS' sei M_k:


Geben Sie eine Parameterdarstellung der Kurve an, die der Punkt P bezüglich KS' beschreibt. Verwenden Sie als Parameter die Bogenlänge \psidie der kleine Kreis auf dem großen Kreis abgerollt ist.

(d) Drücken Sie \psi mittels \varphi aus.

(e) Geben Sie eine Parameterdarstellung für die Astroide a an.

(f*) Geben Sie eine Parameterdarstellung für beliebige Hypozykloiden an.

Aufgabe 3.2

Es seien R \in \mathbb{N} und r \in \mathbb{N} die Radien des