
Traktrisa
Po stole táhneme hodinky na napjatém řetízku délky tak, že koncem řetízku sledujeme hranu stolu. Na počátku svírá řetízek a hrana stolu úhel
Úkolem je určit dráhu hodinek.
|
Obr. 1. Traktrisa.
|
Zvolíme orthonormální souřadnou soustavu tak, že svislá osa splývá s hranou stolu a je souhlasně orientovaná se směrem pohybu konce řetízku, viz obr. 1. Při této volbě budou hodinky na počátku v bodě Dráhu hodinek vyjádříme jako graf funkce
Hodinky se pohybují ve směru působící síly, síla působí ve směru řetízku. To znamená, že přímka incidentní s řetízkem je tečnou ke grafu funkce
v každém bodě. Směrnice této tečny je tedy rovna
|
(1) |
Hledaná funkce je řešením této obyčejné diferenciální rovnice s počáteční podmínkou
|
(2) |
Na pravé straně rovnice Některé klasické úlohy (1) se nevyskytuje hledaná funkce proto můžeme řešení úlohy Některé klasické úlohy (1), Některé klasické úlohy (2) bezprostředně psát ve tvaru určitého integrálu
|
|
Úlohu o dráze hodinek tažených na řetízku po stole zformuloval Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716). Křivku podrobně studoval v roce 1692 Christiaan Huygens, který jí také dal jméno tractrix (z latinského trahere, táhnout).