Epizykloide
Epizykloide wird eine Kurve genannt, die von einem Peripheriepunkt eines Kreises
beschrieben wird, wenn dieser, ohne zu gleiten, auf der Außenseite eines anderen
Kreises abrollt.
Die Gleichung der Epizykloide lautet in Parameterform mit
als Radius des festen und
als Radius des rollenden Kreises
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(2.233) |
wobei
gilt.
Die Form der Kurve hängt vom Quotienten
ab.
Für
erhält man die Kardioide.
1. Fall
ganzzahlig:
Für
ganzzahlig besteht die Kurve aus
den feststehenden Kreis umgebenden
Kurvenzweigen.
Die Spitzen
liegen bei
die Scheitelpunkte
bei
2. Fall
gebrochenrational:
Für
gebrochenrational überdecken sich die Zweige gegenseitig, der sich bewegende
Punkt
kehrt aber nach einer endlichen Zahl von Durchläufen in die Anfangslage
zurück.
3. Fall
irrational:
Für
irrational ist die Anzahl der Durchläufe unendlich, und der Punkt
kehrt nicht in die Anfangslage zurück.
Die Länge eines Zweiges beträgt
Bei ganzzahligem
ist die Länge der gesamten Kurve
Die Fläche des Sektors
beträgt (ohne den Sektor des festen Kreises)
Der Krümmungsradius ist
in
den Scheiteln