dissertatio mathematica,
de
SPIRAL1BUS PARABOLICIS
ΕT
HYPERBOLICIS.
— ■
"Svfr
*QÜAM,
ΓΕΝΙΑ AMPL. FACULT. PHIL. UPS.
PUBLICE VENTILANDAM
DEFERUNT
SIMON ANDR. C>
philos. mag,
ET
CHRISTIANUS
,S
QSTROGOTHI,
in audit. gust-
maj. die xx nov. mdcgcii;
η. α. μ. s.
Upfaliae, Litteris Joh, Fr. Edman Reg. Acad. Typogrv
£ IB ER 0 BARONI
CLAUDIO H. RÅLÄM
S. ANDR. CHONSTRÄNDS
Tempus erat, meminisfe
juvat,
quodulce licebat
Te, quanoftra lavat Sa'a Lycea, frui.
Contiguas habitando dofnos, conviximus,
artes Haufimus, argutusTu, fed obefus
ego.Jerque vices noftros
operumlaudavimus aufus, Usque
egojure Tuos, Tu bonitate
meosS Lufibus & ftudiis ßquis praeftaret, In
horamRex erat - at
regis
quammihi
rarushonos!
Talia,
compoiitis ad
jpetamviribus
unam>Mifcuitnus:
pueris
menspuerilis ineft:
Mox diverfa placent:· ego,
fed fine numine, Phoebum
^Tu cells en! Martern dexter, uterque
Deos.
Alter ovat
cataphraftus equis, umbratilis alter,
Aulam amatHie terfus
,barbarus ille Scholam.
Te recclens, angorj
noftris divulfus ab ulnis,
Nunc abes - ftimulos
qui mihi fubdat, abeiL
Vix leve confeci, fine compare
folus, Amico Quod
nuncabfenti praabet amicus, opus?
•i
Non tarnen illud opus,
quod
genseomoeda lucrande
B-liefa dat etlitiens
— hocpietatis erit.
DE
SPIRALIBUS PARABOLICIS
ET
HTPERB0LIC1S.
Οι reda Pr (Fig. ι), extremitate in Ρ fixa, circa pina-
dum Ρ de primitive fitu PR motu angulari ita circum-
vehatur, ut, adfumta curva quavis HHF, cui, pofitis pro
ordinatis GH, GH, abfcisfae CG, CG, refpcndentibus
PM, Pm femper sequales, de origine C in reda CS nu«
merenfcur, 360' habeant fe ad MPm, ut conftans, pro
libitu capta, AB. ad curvae ordinatam GH', erit locus
pundorum Μ, m ejusmodi, quae ex indole curvae de«
terminatricis HHF conftrui poterit, curva. Quare, in-
ter
varias, quibus curvae delineantur, methodos, curvi*
linearum unaquaeque tranfcendentium, monftrata jam le¬
ge oriundarum, Spiralis nomen a Geometris eft fortita,
cujus prima, fecunda &
,quse numero iV, integro vel
frado, generaliter defignetur, perada dicitur gyratio,
prout revolutionis angulus RPr 360°, 720°, N, 360®
sequetur,
ex
univerfali itaque hac genefi, corollarii inftar, fe»
quitur, ut quaevis Spiralis ad diftantiam de polo P,' ae-
qualem abfcisfae, quae minimas Generatricis ordinatae re- fpondet, gyrationes ordiatur. Quando proind© HHF re¬
darn CS pro afymptoto habet, in pundum, de Ρ infinite
disfitum, evagatur Helicis initium. Sic etiana, ii ordina-
Ä ta
ta, quae per C tranfit, finita vel iniinita, pro natura έ- pfius HHP, extendatur, finitus vel infinitus revolutio-
num numerus,
antequam umbilicum adtigerit Spiralis, peragendus eft; fiquidem angulus RPr ordinatse GH fem-
per obtemperat
si
porro, in analogia 360°: MPm: : AB: GH, GHN«
AB ponatur, devenit etiani MPm = N. 360° atque ideo, quicumque fit integer numeri Ν valor, Pr toties'com- pletam peregit circulationem, quoties conftans AB in GH
contineatur. Cum
verounaquaeque Spiralis ad finena perfe<5tee gyrationis fecet PR, fequitur, ut haec fe<5tio in
μ incidat, fi Ρ μ aequetur abfcisiae cuidam CG in curva HHV", cujus refpondentem ordinatatn GH, AB iine refi-
duo commetiatur & ut Pr
totabfolutos conficiat circui- tus, quoties, in maxima curvae derivativas ordinata, re- éfca Aß comprehendatur,
ut
exinde omnia, in quibus PR a Spirali interci- datur, inveniantur punfta, fit SP maxima generatricis
HHP ordinata in partes, ©onftanti AB aequales, Sh, hh,
&c. divifa, & ducantur hH parallelse redtae CS, ipil
HHP occurentes in punftis H. Ordinatas ergo GH, quae per HinCSdeinde demittantur,fuis cumCtfinterfe&ionibusGab- fcisfas CG ita determinare, ut.fi his aequales in PPiumafitur
variae Ρμ, punéta quaefita μ inveniantur, ex praecedentibus comperitur. Si itaque AB pro illa generatricis ordina¬
ta adfumatur, quie abfcisfae CG (= PM) refpondet, ap- paret, Spiralem, prima folurn peradta revolutione, PR
in Μ fecare, ut aut de circulo, centro Ρ & radio PM
defcripto, exeat non amplius in illum introitura, aut in
illum intret numquam de illo exitura, prout GH verfus
S vel C adaugeafur; quoniam in illo cafu inter Af & R,
fed in hoc inter Μ & Ρ fita funt, quae revolutiones ter·
jninant, punéta μ. *
xx
ta
3
Ex
his ut generalis Spiraliurn sequatio obtineatur,
Π GH
= z,,AB = b, ΡΜ=ζα, circuli, qui per Μ cur-
rie,
peiipheria = c, quique ex illa de origine Μ men-
furantur anguli MPw = * ponantur ; erit, per hypothe-
iin
c: χ : :b:
z., cz,== bx qnsefita aequatio, c.ui tati- tummodo inferere oportet valörena ipfius z, ex corvas
HHV aquatiohe erutum. Hoc paéto Spiralis Mm Paraboli-
ca9 Hyperbolica, Logarithmica &c. dicitur, prout curva deriva«
tiva HHV Parabola, Hyperbola
,Logarithmica &c. fuerit.
multiformem
adhuc & mirificis mntationibus ob-
noxiam Spiraliurn progeniem, pro vario punfti C in CS
loco, fubnafci facile intelligitur; NoS vero adplicationem
formulse generalis ad Spirales, quae ex Parabolis & Hy-
perbolis ad afymptotos emergant, quseque, aut illarum
verticem aut harum centrum pro polo habentes, Para-
bolica vertico
-centralis vel Hyperbolicce afymptotica Co cen¬
trales
aVARiGNoN (aj vocatse funt, pro virium mödulo periclitabimur, quarum illas, quse ex Parabolis oriuntur
primum adgredi earnmque tangentes, quadraturam, cur-
vaturam, radiante umbilico Ρ catacaufticam, vis cen- tripetae in corpus, Heli cum arcum percurrens, relatio-
nem,
Spiraliurn reftificatienem cumque Parabolis cogna-
nem
inveftigare lubet, dein autem ad Spirales Hypeibo-
licas afymptoticas co-centrales procedere earum, eodem
©rdine, affe&iones difquifituri. Quocirca fore, ut pri-
snis juvenilis ftudii crepundiis lenöcinetur argumenti ra¬
tio, verecundi confidimus.
SPIRALES
PARABOLlCfi VERTIGO-CENTRALES.
ä-Eprjesentet
PHP" (Fig. generalem Parabo-
lam, cujus fit axis PS} Vertex Ρ & (pofito PA = af
A
acir-
a) Memoires de l'Akademie RoyaU des Sfienses pour l'm«
mec
fjQ4.
drculi revolutionis circumferentia AaCA
—c ,Aa, AaGAa
rr Xy
Spiralis ordinata PM (rr Ρ G) rr & GH rr z,)
locus ym = ii valör tunc ipsius z, rr
yirt ,in aequa-
am-itione Helica
cz, rrbx fubilitutus, Spiralium Parabolica-
rum
vertico
-centralium aequationem cym rr am~Ibx fubmi·
niftrat. Si
veroAB, Parabolae ordinata in pundto A,
conflanti b asqualis ponatür; fit eodein momento, quo GH in
AB migraverit, z,rr &jrrd, ex aequatione ym=z am-Tz,
β rr
b prodit fc eym rr xam-zb in cymzzzxam mutatur (b).
x.
axm
qiuoniam itaque y rr
—evadit; erit ratio inter di-
cm
verfam Helicis ordinatam y & aliam quamvis, abfciße χ
/ χ t i / ι
reipondentem, y, ut xm: xm, vel y^\ ym: : x: x; unde
/
manifeilum eft, ordinatas y & y, ad generatricis Para¬
bolae gradum m elevatas, inter fe esfe, ut abfcisfae
χ&
/
χ
b) Ex data aequatione cym rr xam oritur scquatio cy sr ax ad Spiralem Archimedeam, ubi
»i r i,cy2 rr xa2 ad Spiralem ubi m sr 2 & cy3 rr a3* ubi
« r3 &c.;
acquatio vero ad PHV refpective provenit y rr 2, y* rr
az,y* rr ä23 &c. unde videmus, generatricem Archime- dese Spiralis redlam lineam & Spiralium, quibus m >
1 ,generatrices Parabolam Apolionianam, Cubicam &c. esfe.
Nos, uti Cel. Sttphanus de Angelis in traelatu fuo De
infinitorum Spiralium Spcttiorum menfura docuit, Spiralem,,
prout m rr i,
m rr -2, m rr 3&c., Simplicem, Qua-
dratieam, Cubicam &c. nuncupamus.
S
x,
hoc eil in Spirali fmiplici y: y i : x: x, in Quadrati-
2 12 s / * /*
ea
y : y: : χ: x' & in Spirali, ubi m
~y: y:: χ: χ.
Quapropter, ii ponantur anguli ad polum Ρ aequales, or¬
dinale, quae hos angulos compledluntur; ad poteflatem
m
eveetae, in progresiione arithmetica deprehendentur,
& ideo
,ii variae ym ita fumi queant, ut didta inter U-
las progresfio obtineat, angulo cuivis in aequales partes
fecando Spiralis inferviet. Pofita abfcisfa χ = Nc, peri-
pheriae circuli revolutionis, du&ge in quemvis vel per-
fedtae vel imperfedtae, Ted in Μ terminatae gyrationis
η umer um
Ν; datur am
:ym : : c: Ne, & ordinata-y, ab-
fcisfae Nc refpondens, = aNm; unde, numero Ν abfolu-
tos
iignificante circuitus, provenit ratio inter primae &
cujuslibet fequentium revolutionis radium
,ut ι: Nm h. e,
ut
numeri naturales
ι, α,3, 4, <$, 6, &c. in Simplici,
ut
radices de iisdem numeris quadraticae Ρ ι, j/3,
j/4, j/ό, &c. in Quadratica, & ut numerorum qua«
drati 1,
4,9, 16, 24, 36 &c. ubi m = ■§·.
ut
tångens pundbo cuivis Μ adplicetur
,fit PL ad:
ordinatam PM normaiis & tangenti ML in L oceurrat.
Uiteriu« iit Pr iitus quidam circumadtae lineae PR ad
PR infinite proximus, unde ab rr dx, Tq = dy &, fi
2
accumΡAM denotet, Μ Γ zzz dZ habetur. Erunt ex«
inde, quoniam Pr peripherem circuli revolutionis in b &
circuli, radio PM & eodem centro Ρ defcripti, arcum
©b iimilitudinem triawgulorum MTq Sc MPL
>Tq ( dy}:
χ
Mq in q feeat, Pb (α): Ρ q (y) : : ah (dx): Mq
A 3 Mq
Mq
■·Ρ Λί(jr): PL (= y~~) h. c., propter dx =
mcym~z dy ryicym^ '
—
& cym = xam
,fubtangens PL
—;— =
a"
mxy
a
,
tångens ML ( = J/ PM* -+· PL2 ) =
y. \/a** i" 2 «4- ml· c* y 2m & dZ ζ = ]/Tq2 Αί^1 ) tzz
am
i* 1
dy. jZa%m i* a rrPc^y2*1. Cum vero Ρ a (λ)'- PM (yji : 4« i 1
Xy *y
Λλ vel AaCAa (x): —; fequitur & ut
—exponat par-
a a
fcem
circumferentiae circuli, cujus radius eft PM (y),
fimilem arcui, quem χ» in peripheria circuli revolutio.
fmxy\
nis fumta, fignificet & ut univerialis fubtangens PL[ ]
fxy \ \ 4 /
fit ad
arcumvariabilem I
—!, qui ordinatae adhaeret &
^ a i
per punftum ta&us Μ tranfit, ut π: i, unde PL, fi
m =
i, erit aequalis integro arcui (?) , fed duplici, tri-
plici, dimidio &c.5 prout »3 = 3« = | &c.
adfumatur.
mxy
substitutiv
in expresfione PL s — Ιοβο χ &
ζ
ρ contemporaneis earum valoribus & uN"*, fit PL zz
m* χmcN
m& fubtangentem ad finera illius
,quam Η
deßgnet, revoluirionis elicit. Fafta inde in diverfis Spi-
raiibus iubtangentium PL comparatione, earum ratio,
^ mF ι
pro vario m & Ν in mN m valöre, mutatur, Ted in
un«eademque Heiice proportionem numeri Ν
yad potesta-
m "vr
tem ———
elevati fequitur. Idcirco, Π Ν completas
denotat gyrationes, erunt fubtangentes, ut i, 4, 9, 16,
25, 36 &c. fi m = i, ut |/i, ys, V*1
>V^4»
?I/216 &c. fi
m»~ 2,ut
i,8j 27
,64
,125, 216 &c. fi m =
monstrata ex
his lege, qua PL tenentur, earum etiam relationes
cumad
eorumcirculorum peripherias,
quae, cenrro Ρ & ordinata PM defcriptae, pundta ta-
dtus refpondentia Μ percurrunt, tum ad circumferenti-
am
circuli revolutionis inveniendae funt. Quod ideo ad
i i χ
prius attinet, erit, ob a: c: : aNm: cN7*, cNm periphe-
ria circuli, qui revolutionem Helicam, numero Ν indi-
JL
catam, claudit & PL ad cNm, ut r/iN, generatricis Pa-
rabolae poteilas, dudta in N, ad unitatem
>fed
9quod
tn 4ι
ad pofterius, PL : AaCA : : mN m : 1 h. e, ut Ν*:
ι, α
VN3
: ι,iV3
: α&c., prout»3=i, 2, ·§· &c, ponatur.
quum
jam ex praecedentibus perfpicuum fit, esfe
ΜΤ
=dZ; triangulum PMT fluxionem Spiralis areae
PMF exprimet Quapropter, quoniam, ob triangulum
evanefcens MJQ, fit PMT =3 PMq, fed PMq ss
fncym * 1 dy f /mcym "t
~
r~—
eft; habetur PMP 1 = /- —J
9>Am
4
\J * '
Wey'* 4 a mxv2
* mxyΕΠ:
veroPL
=&
, ■- ,
ima-\~Aa
xy
arcus
variabilis, abfcisfae
χiimiiis,
ss — ,unde tan-
a
gente, fubtangente & ordinata comprehenfum triangu-
mxyz
.xy1*
-lum Ρ ML
=z,feéloris variabilis
area =&
2a μα
Hel'icse denique areae ad illad ratio, ut 1:
m+
2& ad hane, ut
m : m hh 2provenit h. e. in priori cafu, ut 1 : 3, 1: 4, 2: 5 &c. & in pofteriori, ut 1: 3, 1: 2, 1: 5
&c. fi
mper 1, 2, | &c. refpeftive defignetur.
quod,
ut arearum, quaecumque fint, particularium
in Spirali relationes per nuraeros eodem modo exhibe- antur, repraefentet, ut antea
,Af revolutionum de initio
usque ad PM peraétarum numerum, unde punfto Μ re-
fpondens abfcisfa χ = Ne, PM =: aNm &, fubftitutis
mcaN1'
m 4 2datis valoribus,
areaPMP
,fi
=p cen- 2)71-+-
4 mfetur, obtinetur. Significet
ηdifferentiam, qua ma*
jor gvrationis numerus Ν fuperet minorem, qui in m terminetur & exinde habemus perfedtae vel imperfedtae
p mac.
Ν
— ηad Pm
numerumΝ
— «,PmP
= ,PmP :
2m
-f-
4PMP:
:Ν
—n:N? & PMP ad circuli, qui per Μ tran-
macN? acNn
fit, aream ut
::
:Ν:
ρ.Hujus itaque ra-
2771
«+"
4 2tionis ope patet, Spiralis aream eirculi, quo includitur, area, eerto terminato circuitu, majorem evadere, quod mirum
faee
9 fane & paradoxon cuicumque videatur nifi ad fequen-
tia animum adtendat. Evidens fcilicefc eft, (Fig. 3) re- ftam PK, perfefta ex. gr. fecunda revolutione PBACM,
etiam primae gyrationis aream iterum percurrisfe,] & i- deQ fecundam
aream nonfolum illud fpatium
,quod in·
ter
umbilicum Ρ & Spiralis arcum PBACM comprehen- ditur,
verumetiam primae revolutionis aream PBAP
in fe continere. Eadem de caufa tertiae fpirae area aequi- parat fpatium, refpondentem arcum ΡΒΑΟΜΘΗμ inter-
cedens, -f- immediate antecedentis revolutionis
areamBB ACM A
iita ut, ii
uaream, quae ex cujus vis fpirae ar-
map Nr mac Ν
—ιΡ
eu
conncitnr, denotet. fit
=3 a4-
2m+
4a
m·+* 4
mac
( Ν —Ν —α )
éc
u= .Hinc quoque area PACMABP,
α m
-f-
4quae inter unam & proximo praecedentem interjacet fpirae mac.(Np
—N— /) mac.QN—1
—Ν —
aream,=
—- ■—*
iffl
+
4awi + 4
mac,
( i/
—α Ν
—ι' +
—»') Ν
2 «
·+■ 4
MNQMACM
——
j
area exteriör
/-r · -r
i
ggΝ*
—Ν
— i1
v a
a«2
+ 4 / """*
« 773
4-
2 —ί»ΛΓ 4- iV
—i
...■ — -
&
areaanterior
a m
4- 4
MCAETAM
V\
mae.(,V'_
—/) oc. Ν i"
\ 2 »i + 4 2
macNP~
ac.Ν
— im. mN ·+· i
reperiuntnr. Quo-
1 m
--·+■
4circa genuinae arearuin proportiones facili negetio erui pos- tunfc, nempe (Fig j) PmP: PMP: : fV — η — iV—- κ~— / :
—
Ν"
—i?(Tab. i), /'A//' ad circulum per M, ut
2
NP
—iV
—i?: (Tab. a), area (Fig. 3) intercepta
Ρ ACM AB Ρ ad circulum MNM,x\t
1.Ν—i -\-N—
2 :pNm (Tab. 3.) & area quasvis exteriör MNQMACM
2ad refpoadentem interTorem MCAEFAM, ut N™,
2
Ν
— iP\inNP —Ν— im. mN -f- 2 (Tab. 4·)ν
"pro indaganda Spiraliumcurvaturajducatur (Fig.a)/W
ad tangentem in pund:o Ν normalis, unde, ob fimilitudinem
triangulorum MTqtk ΡΝΜ.ΜΎ α~™12,Arm2c2ym
m i11
\
a
fmcymdy\
1r
mcymdy\
PM (y) : PN = mcJ
V/ %
m*
2 . _ _'€m -b tn* c2 y
&
TAB.
1.
ι
Sin~
Si m 3Ξ
I
-
Si m
·—
2
c.
—
I
Si m
—»
<j·
1
Num»
Num.
Kßv
Ν
ol»
Revol.
PmP
PMP
PmP
PMP
Pi«P
PMP
Ν
,
,
ι
ί
j«
2
I
7
I
•
3
χ
31
2 3
7
19
/■»
5
31
an
3 4
19 37
5
7
211 78x
4 5
37 61
7
9
781
2101
5 6
61 91
9
1X
2101 4651
6 7
91
127
11 13
4651 9031
&e.
&c.
occ.
&c.
&c.
&c.
&c.
occ.
,
—
TAB.
5.
Revol. Num.
Ν
Si m
~
I
Si jn
Si m s i
Revol Num.
'N.
interc. ■rea
circuli
area
interc. area
circuli
area
interc. area
circuli
area
I
I
3
I
2
Χ
5
I 2
,
6
12
2
4
3°
80
2 3
I 2
0 7
/
2
6
ι8ο 4°5
3 4
18
48
2
g
570
ι
280
4 5
24 75
2
10
1320 3125
5 6
30
108
2
12
2550 6480
6
Sic.
&c.
&c.
&C.
&c.
1
&c.
&c.
1
&c.
*
w;
TAB.
2.
Si m
—
I
Si m
=3
*
Si m _
'
- T
Spiral»
circuli Spiral.
circuli Spiral- circuli
ar«a area
area area
area area
I
3
1
I
2
I
5 7
12
i
3
4
3*
80 19
27
5
6
2 I I
405
37 48
*7
8
781
1280
61 75
9
10
2 I
OI
3125
91
iog
j
I I
12
465I 6480
&c.
occ.
J
&
c.
&c.
&c.
&c.
TAB.
4.
Λ
Si m zz
1
Si m
=3
1
Si m 3Ξ ΊΓ
area area
area
area area area
exter·
inter.
exter.
inter.
exter.
inter·
2
I
I
I
4
I 5
4
Ζ
1
49 26
8
7
I
I
194 I3I
I I
10
I
1
499 576
14 13
I
I
1024
82I
17 16
1
I
1829 1526
&G.
&c.
&c.
&c.
<*c.
&c.
v
m
f
ra
y
& AfN* C = V PM*
—Pi\P) =
1
/2mf2
Λ . a«i|X
ö■+· w® c2 jr inveniuntur. Radium deinde oiculi, in punfto quovis Af, AfO puta, junétisque T & O reftå TO, demittatur /'«ad AfO & T7/?, qpas AfO in / fecet, ad TO perpen- dicularis. Qnoniam, per hvp., PK & Pr funt infinite
proximae, fequitur, ut etiam MO & TO, Pn & Pp
minima inter fe diftantia femotas fint, & ut particu«.
la ni, quae finitimis P« & Pp interjacet, fluxionem lineae Af« PA7) exponat. Datur exinde, pro»
pter fimilitudinem triangulorum Pin & AfTO,
T" I
awta
2m. «ι ,(«2·+· ρ.λ *4"
W2 cjr ^.mcy dy
¥
ιa wτα-bm* c*
'Λy
2ffl(W ρ
<ι2«'2mf2 + I
, , , a»J ::Af Τ (dy
y λ2m-t2
tn^i-4-m2c*y
, Λ a»>
AfO atque idcirco radius AfO
samf
2 . _ . am4
a
+ m*c*y lT
m—i — am
±2
„ Λ „am«ty .»l-f-Ι.Λ -f-022C*jr
& pro quovis IV", #0
c2 N2 |£
771-1
In initio itaque prim»
tfzcN «t
. m·+·
ι.a* -f- m2c*N*
srevolutionis, ubi Ν
=σ, erit, Π m = i, AfO
=·—, fed„
ß
/
'■■==
*3
fi
m> i ve! m <* r adfumatur, MO = o© vel MO = JL refpe&ive proveniet. In fine vero, ubi ΛΓ = oo
,evadit
oo
radius curvaturae femper infinitus. Ex his ideo reperitur
radius ofculi MO
z&a* c* in Simplici, MO =
c.
2ö44-e2 ya
-in Quadratica,MOr- v y 4 J 1
-c.ya>+%c*y
"sbi
m =s4- &e.
mxy
üupNfAM normalis iW = atque ord*-
|/ö3-+"W22 X*
ay
ftatse & normali interjacens MN zs com«
1/Λ* -f-*w3 χ*
periuntur, fed, quando angulus Ρ ML femireéhis ßt9
MN & PN aequaies evadunt, erit» reipondens huic mo-
a m
fi
mento, abfcisfa
χ=—
VYl& ordinata yz=\/
'a_ h. e. χ
mc
a*
s=
57*, 17', 44" &> = -—
cin Simplici, χ =a8\ 38'» 5»" &
yzz a 1/-i
Kin Qvadratiea, χ ss 114% 35V ^8' & y ss
ar
4**
t
14
——,
nbi m == ■§■ &c> Ad hoc itaqne pnnftum, Γι fub-
tangens, Spiralis area & ofculi radius quaerantur, pro-
veniunt PL
=PM, PMP =- * m & MO
s=ut
focus vel pundtum illud, in quod lucis radii, de
centro Helico dimanantes &
a concavoSpiralis a reu re- flexi, colliganfcnr, innotefeat, denotent (Fig. 4)Pm& PM (j) radios infinite proximos, MD (= φ) diilantiam foci
D ab Μ vel
m& MO (== /\) curvafurae in punéto Μ
radium: erifc tunc, conftrudta rite figura, LM es PN = mcym 1
PMO angulo refledtionis OMD & PLM angulo DFM xqualis eil, aequales quoque erunt refidui in utroque triangulo anguli MPL & MDF, & ideo PM (y):
c2
Quoniam angulus incidentiae
,
jam vero eil OD2 ( s= MD2
:
:JWD (0) : MF:
<mc(pym
—
ιΜΟ
.MF -h MO3 ) = φ2
—zR
.V flim
4" f-Wi *c*y2tn
■+· Ä3 h.
e.propter OD& MO conftantes atque dy=:— ί/φ»
, —
^
^
^
—1——i—m1 c2y~m. mcymcl(p
—m2azm ~^~zcym~I(pd(p ιφάφ
—iR.
α-η~τ~z-F-m2" c2y-'n\Έ
= o,
qnare, fubftituto radii R vaiore, φ
y. a2"1 * -f- rn c y~,n
^pro qUavjs revolutione φ zzz im-f-1. a2m + 2 -\-m2 c2 yim
0N™-a2 + m'c2N2 ' |7a"+I
__
&, ubi PMN=4$°, —J-
im-^-i.a2-hm2c2 Ν 2
reperitur, cumque fic euivis y refpondens punctum D
invenire licet, competens etiajii catacaufticä DDD, jun-
dtis omnibus D, determinatus- fitque univerfaiiter ex-
«4 -4- c2 y2 a6 -f- 4 c2 y4 presfa per φ == y. —
,φ = y. —— -,0 =
* r Ύ J
3a*-\-c*yz 5«6 -f- 4 c2}*4
λ3 4- I ca y
y.
&c., prout m = ι., 2, 4· &c. adfumatur, le'+iej»
Si
generalis expresfio iftius vis, qua corpus quod-
dam M, Spiralis arcum percurreris, ad centrum Ρ ten- dat, defideretur; dividend# ett fluxio no*nialis PN =
(m +1
.a2m~r~z Hl·*·-m 2c'ly2m ') mcym dy
: . - —-
pef ej^sdem pneas
ßim
-4—
ζ 4"W22
c2yz m ] 4
au?
fftl
f3 y3m—{—3
-?
cubum
'du&um in ordinatae fluxionem
azm-+* -+-m*c2yzm\£
dy. Hoc pad:o reperitur virium, ad [centrum Ρ ducen-
,. ,. , η λ l. m
-4-1, α*™-1*-*· -+■ m*c*y2 n
tium, ratio, >ut refpondentes
.J
2a*-t-c*yz 3<j6-f-4c*)4
h
e., ut
—inSimplici, ut
——in Qua?
c*y* 4^yri
6a% -\r c*y
dratica,
'ut ubi m = 4 &c.
e*y* T
quod
jam ad reftificationem Spiralium pertinefc, erit,
quomam fluxio arcus dZ = J 7
,il«
am~l·1
Üus integrale 2" =«·-*- +"'''/'1 T-J'—χ
m
i.mac7am-^-z
* ι-*·im. ι —2)» .1—4«
^w4-4
\f
ι-*-·+· — &c. \ quse
V
ι—m.m2c *y~m ι
—m
.i— yn.m^c^y^ )
X
feries,fi^ integro cuidam & pofitivo numero aequatur,
tot terminis,
9quot
^— contineat unitates, conficietur. Se-
im
quitur itaque, ut arcus illius folummodo Spiralis, cujus generatricis Parabolae exponens fit fraftio
,unitatem pr©
numeratore
& parem quemvis pro denominatore fiume-
rum
habens, per finitos terminos exponi posfit, etfi ab-
foluta illius re&ificatio exinde neutiquara inveniatur, fi-
qui-
dem refta, circumferentiae circuli revolutionis aequalis,
8 ( a3 -4- ic2y\k adiignari nequeat. Sic habetur Ζ
=— .\j
3C Κ * J
ubi mzzi-χ. Poiita y = aN
,fit Ζ = a c I *
.fn
-f-
im*G2N"
m.1 & fi y = lZfl°-+-J
J
i—a»j
.Λ2
1 —
. ~~~
&c. I & fi y=zlS a ~*, reperi- V
ι—m.m*c*Nz
ai/2j / ι
—2« \
tur Z=——
»2·+· 11/(
ΛΖ(?f ι &c. I unde Z,
^
1—772y
fubftituto in refpondenti arcus expresfione ipfius m valö¬
re, cum
pro fine cujusvis revolutionis Ν, tum pro or- I ViB+/
dinata y = |Z ———elicitur, quod idem pro qua vis
erdinata fimili modo perre&u facillimum erit.
PRjECiPurs
ilc expofitis Spiralium proprietatibus,
earum cum
Parabolis, duobus^radibus fe altioribus,
oftendetur adfinitas. Adfumatur hunc in finem (Fig. 5)
mcym '
Parabola AMS aequationis χ =
■ ,cujus pa- 'IM-f-I. β"*—f-x
rameter, collatus
cumgeneratricis Parabolae parametro»
mc
«amdem,
aca*:
,fervet rationem. Sit Parabola®
tm
+
I vvertex ordinata JPM (j), abfeisfa AP (x)9 mn ss dyp
C Pff
18 i-
Fp = Mn = dx & Mm tångens in M. In illo itaque
puncto, nbi Mm femiredum cum reda OMn, axi paral-
lela, conftituit angulutn, erit, ob rectum mnM & ae- quales angulos nMm & Mmn, Μη ζζ mn, mcymdy —
=ιζ
mcüm
-{-
idy & huic pundo refpondens ordinata y
Ob redangulum elementare PMnp (= Pp. PM)
mcym -4- 1dy
— —
^
evadit area femiparabolas AMP = am+j
mcym ~b~ z
am~P1
7Ά 2.
am~P1
&, ob Mw = V/^2-4-^2}paraboiae arcusZ=
/ dy
.Va** + * -t- m'f'y'» Radius 0fculi in punfto M,
am-\rl
il computetur, fit m<1 c2y2m\^t un^e in ver.
m2 cazm~~M*ym -1
f
a*
tice illius Parabolae, cui
mzzsi, radius curvaturae = —,
c
dimidio parametro, fed ubi m !> i vel m i ponatur,
radius curvaturae vel infinito, vel nihilo aequalis refpe-
dive provenit.
collatiS
hisce
cumillis, quae de Spiralibus antea diximus, evidens eft, ii y & m in Spirali asquiparent y
&
min Parabola, Spiralis aream PMP dimidio areaa
/
Parabolicae Ρ AM c) & arcum Ζ arcui Ζ aequipollere,
eo-
P) Sit itaque (Fig. 6) PmM Spiralis quasdam Parabolica
vertico-centralis & Pm Parabola,
unogradu, quam Spira;
eodem momenfco, quo tangente & ordinära interceptus
angulus Ρ ML in Paraboia feiuiredus evadit, etiam ΡML
in refpondenti Spirali = 45° exfiftere & radios ofculi
in poio. Spiralis eidern legi, ac in vertice ParaboJaes obe-
dire, excepta Spirali Archimedea
,ubi radius curvaturse
in Ρ aequalis eftdimidio radii curvaturae in vertice reipon-
dentis Parabolae Apollonianae.
SPIR ALES HYFERBOLICiE ASYMPTOTICiE
CO
-CENTRALES.
Esto HHF (Fig. 7) Hyperbola quaevis, ad afympto-
tos PS & Ps relata, cujus centrum in Ρ & abfcisise PG
in
unoaf3^mp:oto PS fumantur, dudis ordinatis GH alte-
ri Ps parallelis & fit AB (= &) una Hyperbolas ordinata.
erit
exinde, fi antea adhibifcae adhuc retineantur dp*
nominationes, Hyperbolae aequatio z,ymc=: am Ί·■*, cumque
illa
exantecedentis Parabolae aequatione ym zz ζ,α™-1, ir.u-
tato
exponentis m figno, facile derivetur, patet, hane fo-
1
ummodo. mutationem requiri, ut ex inventis pro Spira-
libus Parabolicis vertico-centralibus formuiis Spiralium,
quae huic refpondeant Hyperbolae fitui, eliciantur propri-
etates.
Obtinetur hoe paéto ad Hyperbolicas ,has aiym-
ptoticas co-centrales Spirales aequatio cy~mzzz xa-mh. e.
ocym zzzcam ex qua, quse in initio dudum monuimus, pro-
naö
fl
utiηt conclufiones, esfe nempe, ubi xzzzo & priinus
Ca ini-
lis, ve! ejus generatrix Parabola evedior, cujus vertex Py
axis interiör Poo Si exteriör Ppp fit· Si tunc, radiis Pm,
PMy
arcusmpt Mp, donec Pp in ρ fecent, defcribantur
& de pundis ρ erigantur verticales pn atque per η du-
cantur
ordinatte
no·,erit Spiralis area PmP, PMP ~ ^
Pon Si
arcusPmM refpondenti arcui Pnn aequalis.
/
2,0
initur circqitus, ordinatam y
acT
,
ubi
x= tϊ& prima finitur gyratio, eamdem j=<s, radio eirculi re- volutionis AaCA & Spiralem denique, poliquam inchoan-
tem
perfeceritpun&um R circulationem, quam ad diftantiam,
de polo Ρ infinitam, adgrediebatur, revolutionis circulum
in A fecare, ut fequentes easque innurnerabiles, nam,
car
poiita ) = 8, fit χ = —
fpiras,
= ,
inträ illurn incipiafc
ad
formam ipfam & figuram Spiralium inquirendam, producatur afymptotus sP, donec in punéto quodam N,
»,
vfecet Helicem; fit Pm, quae revolutionis circulum
in
atranfineat,
=y & dicantur de punftis m & a de-
misfae normales τημ = d atque (ib Q— Sin. Aa^) =z Sin.
x.
Erit ideo, ob fimilitudinem triangulorum Ρ τημ & Ρ ab.
ad
ab {Sin- χ): ηαμ (d):: Ρα (ja): Pm (y) = *-7 &, hoc
Sin.
λ:xdm
valore ordinatae jf fubftituto in xy» = ~ = c.
•SV«.
λ:Si
vero arcusΛ*?, ut infinite parvus confideretur, etiam
Sin, A
aaå sequalitatem cum ipfo arcu redigitur, c'Ä.cJ-w
zz
dm.
x1'm& analogia cm : dm ::
:cT-m fuboriun-
tur. Spiralis itaque, cui m <ί ι, arcus in infinitum, pari
modo
acvX,
aPS porrigitur, quoniam, in cm: dm
: : χΐ-m.cI-m,xI-mt quippe quae infinite parva eft, prorfus
evanefcit. Pofito
m ζ r ,devenit (d) = c, unde evi-
dens eft, fi, in sP producta, PK zz yföCyi revolutionis circuli circumferentiae fumatur & KIT de K afymproto PS paraüela ducatur, Spiralem» de />£ continuo difce-
den°
ZI
dentem, propius propiusque ad KU venire, ejus, ad in¬
tervallum de Ρ infinitum
,maximam de PS diftantiam dzzzc esie reftseque ideo KU velut afymptoto Helicis ar-
cuin
nX adpropinquare. Adfumto
m>
ι,fit cm: dm
: : cm-r:xm-zy qnare my =
οad infinitam de Ρ diftan¬
tiam evadit & Spiralis arcus NX reétam PS, ut afym-
ptotum, iubfequetur.
t i *
suBSTiTUToI — m
pro m in analögia ym: ym:: x:x't
I
datur ym:ym: : χ : χ, quapropter ordinatae, ad Spiralis gradum eve<ftae, in inverfa abfcisfarum ratione reperiua-
tur, eadem in fecandis aequaliter angulis, ac pro Spira-
Jibus Parabolicis vertico centralibus^obtinet proprietas &,
fi cujusvis perfe&ae revolufeionis ablcisfa
χ =:Nc dicatur,
α
huic reipondens ordinata y = —mx devenit, atque ratio
m
Ν
inter diverfarum revolutionum radios, ut
ι,1 1 JL
i i i
m* χα1 m *
α
3 4
X &c. h.
e,ubi
m =i, ut r, §, ■§·, J, } &c., ubi m = ^
m
5
* I IX
Ut
I, w—) -«/—'
s/—»
,Ubi W2
— Tj·,Ut I,
4J 9> Tg>a
3 4
>Tf7 &c. inverfe, ut numerorum, qui gyrationes indicant, quadrati. Quse, cum ita fint, perfpicue eommonftranfe, Spirales, dum
m;> 1, numerofiores, ut polum adtfn-
gant, perfolvere revolutiones, quam ubi m ^ 1, fiquidei»
2 pofteriori cafu citius, quam priori nihilo aequabitur.
N"
22, ■
ΐ
s übt αΐίG
ens PL pro his Spiralibus modo oftenfo
mcam -1
evadit
= — —cumque fignum negativum nihil de
yni
-I
illius valöre detrahafc, non impedit, quin veluti pofitivus
interdum confiderari queat. Quando m zz ι, omnes fubtan-
gentes circuii revoludönis peripherem c asquiparaßt, Ii vero
m
<q i vel m i, reipéctive aut crefcunt aut decrefcunfc mcy1 -m
fubtangentes creieentibus ordinatis jy, quoniam " M'
mCi;m-i
illi, & —~ huic hypothefi refpondet,
> ■ - -
suö
tä'n gentium in diverßs Spiralibus ratio, ut reipon-
m - ι
dentes mN
mdeprehenditur & in una eademque Heli-
771- I
ce,
ut Ν
m ,unde aeqnales iriter fe erunt fubtangentes,
fi
m = i,led ut fi, fi, j/3. \/4, l/> &c. fi m =2 2,
ut i, j, 4 , j,
&c. fi m =z Subcangens
m-ιerit ad pri-
mi circuii circumférentiam, ut mN m : 1 & ad peripheri¬
am
circuii, qui per Μ tranfit, ut mN :i , quse relatio ea-
dein eil, ac pro Spiralibus Parabolicis yertico centralibus.
quoniam,
crefcente x, decrefcit y, devenit ordina-
mcy2 ~m-
tcG
fluxio
~ —7dy & ideo area Spiralis m —
4—2m.aI-m h.
e.evanefeens aut ii y = o & m < i, aut fi y zzz 00
&
m>
2.Patet idcirco, quod area de centro pro ilas
Spiralibus, ubi m <3 2 & de initio revolutiouis, ubi m > α.
fumi debeat, quodque Spiralis area in illo cafn verfus
centrum
& in hoc verfus initium Helicae gyrationis fini¬
ta
fit, etil in utraque hypothefi ejusdem arese corople-
mentum
infinitum evadat. Illius folumjnodo Spiralis area, cui
m = α,five de polo, five de initio numeretur, con- tinuo crefcit.
ut vero
causfa adpareat, quamobrem haec in fumen-
dis areis exoriatur Spiralium cognominum difcordia, re- deamus oportet ad generalis Parabolae aequationem
mcyr'1 "d™1
x ==· —
ubi monftravimus
,fi prdinatse Spi¬
tt?
4-
ralis & Parabolae permaneant aeqnales, Spiralis aream di-
midio femi parabolae areae & illius arcum arcui hujus se- quipollere, quod idem etiam heic obtinebit, ii m in — m
I mcam - 1
h.
e. χ zzz ■■in aliam
χ —--—permute-
1
i.ym
-1
tur.
Curvarurn, per hanc aequationem determinatarum,
arese, quod peradto calculo facile perfpicitur, de ordina·
ta
minima numerantur, fi
m<
α,de maxima fi
m> α;
fed infinita
areaevadit, fi
m ηadfumatur, quas itaque fingularis arearum proprietas ut areis Spiralium eamdem legem imponat, evidens erit, ob sequalitatem ordinatarum
in
curva& refpondenti Spirali.
■$.NON unam
ideo eamdemque, in fupputanda mutua
arearum
reiatione, in cnmibus hiscé Spiralibus viam esfe premendam ex earum indole perfpectum habemus. Pos-
l'e fcilicet arbitramur Spirale« npftras in duas praecipue cjasies dividi, quarum una eas contineat, quse de centra
& altera, quse de revolutioms initio aream numerant.
Quod ad illas primum pertinet, idem, ac pro Spiralibus
34 =====
Parabolicis verticocentralibus argumentum valet, aream nempe, quae numero Ν reipondet, etiam proxime inte-
i — m
riorem
areamin fe compleéti. Fit itaque, ii
—m
mat.iN+i'
—JV*)
r
ponatur, β = PmP
. : :π λΤ
, τr 4-2m .
Ν .2v-f-i JV— «-f-j7*— /V— η* Λ-f-1* -JV*
. : 1
PMP ad circulura
—η*. yV—
η-fr- ι77 Ν77
.Ν
-fr·' i^
per M, ut N. ( N-+-17*
—Λ/*) : τί /V-Fi^. area (Fig. 3) intercepta ΡACM ABΡ ad circuli MNM aream, ut
TT
iV-f-177. (iV-F /V^)
—2 /V*. yV-Fi73* : JV -F Λ
N+z* &
areaexteriör MNQMACM ad refpondentem
anteriorem MCAEPAM, ut
a
a—«.ΛΡ·.ΛΛ+-ι*—mAK(.N-4-i*·—N®):
2
IV»
— ί—
«.Λ/*.Λ+ι*
.a
JV-Fi7*
Secundje clasiis Spirales perpendentibus manifeftum
•ft, fpatium illud Helicum, quod « vocavimus, quodque
inter radium cujusvisperfe&serevolutionis & refpondentem
de
=======
2 5 de
arearuminitio arcum intercedit, pro quocumque in-
tegro circuitu fore aequale -& omnes ideo cotnpletas a-
reas,
fi ita temperentur, ut, corre&is rite corrigendis",
fubfequentes nullam omnino, multipliciter fumtam, ante-
cedentium partem contineant, fibi invicem fore aequalgs,
hac
veropraetermisfa correcbione, areas (Fig. 7~)
v v m—
Ζ
& SP Mm X inter fe esfe, ut iV- s : Ν
,pofito
m= v.
Arearum, revolutioni Ν — i &c Ν refpondentium,
differentia fit ad circulum, primum nominatae gyrationis
7t
radio defcriptum, ut Ν—iV—ι ·
l^ & (Fig. 3.)
area
exteriör MNQMACM ad interioretn MCAEFAM, ut
α
ι -m —> m
Ν
—-im .(Ν
—A/
—1 )
Ν
- imt
VV
m.
Nm
.(iV
—Ν
—i ) m — 2. Adpofitis ita area·
α
-Ν*
rum
relationibus, illas per tabulas planius exponere fu*
pervacaneum ducimus, cum hoc, monftrato fupra pro»
cedendi modo, cuivis pronum videatur.
Mütatis, ut antea, mutandis, habebitur radius cur
y. λ y
vaturae generaliter expresfus = /. J
χ tm ζ 2 »m
-f- in c λ
χ zm ζ ζ zm
ma
.(Kt—ιβ y -mca )
D &
- - -
-'i
pro cujus vis cireulationis numeroAc".'" **~ m c ^ I
m -{-ι
·., R __ 2 2 2£
mcN
m , A1>m-ι.//-mc i\
infinitus in initio & in fine revolutionum evanefoens. Quo-
circa,
cumradius ofculi negativus exfifiat, fi m
ιvel
. a . 2 2A :ζ A
— ι , a m c
Ν & pofitivus
,ii m
—· ι.α m
m
2 2 ·✓
c
Ν
,fequitur, ut pro illa & hac hypothefi ad oppofi-
tas vergat regiones, fed, ut in
eomomenfco, quo m
—r.
2 2 2 2
a = m c
Ν & radius ipfe infinitus evadit, Spiralis
habeat flexus contrarii punftum. Ut itaque boc inve-
2 2 2 2
niatur punétum, fit, pofito m —\,a ~
rnc Ν
,Ν c
a ...
(x) =
-ym
— i,qui valör abfcisfa3
x,quoniam^ima-
ginarius deprehenditur, ubi m <3 13 arguit, illas folum Spirales, quibus >
i,curvaturam de convexa ad
a.fymptotum in
concavampermutare.
In illo punfto
,quo tångens & ordinata femiredlum
conftituunt angulum, devenit, ut in Spiralibus praece-
dentibus, χ =
-& ordinata y = my mca m-J,huicpun-
VI
m β
IS 2 2 2m — 2
cl
orefpondens Spiralis area = mca gr
ra„4 —2 m
dius curvaturas
=2 ,,.a ™ f/mcam~Tl
Vi — 2
%
ιFoci
Ktea «■j··»— tm% m
2 2m ^2 2 2m
y.(a y -f m c a ) de arc.uHeiico generalis di ihm tia φ=
2 2m 2 2 2W, i —imß
y ·\· m c (t
m ,
—~f—~ 1
vi. m__i'
il)'~ ^ //jr/1 r, φ =
r —ut' mCa & in fi ne revoln-
a.
a* -\-m2c2iVa
tionis /V, φ =
--—deprehenditur
,A'm. (/—2m.a1 -J-m-c2/V2)
utide in initio φ ==
oo&, pera&is gyrationibus, φ == o
evadit, -quod in Spiralibus prsecedentibus contrarie o- mnino accidit.
viRiUM
centripetarum, quibus,corpus, in aren Spi¬
ralis Hyperbolicae nioveri pergens
,verius Ρ urgetur, ra- ι—m.a2y-m'4-:'n2c2az"i
,tio per refpondentes
; —determinatus
m"1 c2
a2my*
quapropter, ii mzzz i
yvires centripetsé erunt reciproce,
ut
cubi ordioatarum, qnse ratio in Spirali Logarithmica oo quoque· obtinet.
viDiMUS
antea, Spiralis srcum sequalem esfe arcui
mcam"x
illius curvae, qnae per χ =
-exprimitur.
m—i.
ym -1
Haec
veroasquatio Hyperbolas deiignat, fi vt p> i, in
mcy1 -~m
x = ~
mutatur &
omnesfuperiorum generum
m-i.a1-m
Di Pa-
d) Cfr. NEWTONiPhilof» Naturalis Priftcip. Mathemat» Lib, s;°
Prop. IX.
Parabolas exponit, ίϊ *®<|τ, fed, ubi tn rz i, fit — dx
cdy
■— .—
vel
- χ =cLog.y, aequatio ad Logarithmicam,
?
cujus fubtangens circurnferentise circuli revolutionis ae-
quatur. Spiralis itaque arcus arcui Hyperbolae, qnae u-
no
ordine, quam Spiralis, inferior eft, arcui Parabolae,
mc
cujus parameter = & arcui Logarithmicas,
i—vi.a1—™
cujus iubtangens = fubtangenti Spiralis, refpeélive aequa-
lis eft> prout m >> i, tn <51 & m = 1 adfumatur. Cum
vero
pro his Spiralibvis arcus Ζ fit
2 2m 2 2 2m
_
a y -4-m c a
3 3™a
y
2 2 21η-ζ —— 4 4 4m-4
yx ($m-i.mca
i-4- yn~i51»-1. m ca -&C.J, \
patet, il peripheria c cognita ponatur, illas Spiralesper-
fe&am admittere reébificationem, quibus m adfumatur
esfe unitas, per numerum quemvis pofitivum & impa·
m — i
rem
divifa, fiquidem in hoc unico cafu
numeroin»
2771