在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

📐 catenary curve 計算機

專業免費的 catenary curve 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
11.2763 y = a · cosh(x / a)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是懸鏈線?

懸鏈線(catenary)是一條柔軟的鏈條或纜繩,只在兩端被固定、其餘部分僅靠自身重量自然下垂時所形成的曲線。它乍看之下很像拋物線,但真正描述這條曲線的,其實是雙曲餘弦函數 y = a · \cosh\!≤ft(((x) ÷ (a))\right)。常數 a 決定曲線的「深淺」:a 越大,曲線越平緩、越繃緊;a 越小,下垂幅度就越深。

計算器使用說明

請輸入懸鏈線常數 a,以及從最低點(頂點)量起的水平位置 x。計算器會回傳曲線高度 y、相對頂點的垂度(y - a),以及該點的斜率(((dy) ÷ (dx)))。頂點位於 x = 0 處,此時 y = a,斜率為 0。

公式解析

高度為

y = a · \cosh\!≤ft(((x) ÷ (a))\right)
其中 cosh 為雙曲餘弦函數。對其微分一次即得斜率
((dy) ÷ (dx)) = \sinh\!≤ft(((x) ÷ (a))\right)
在頂點處(x = 0),\cosh(0) = 1,因此 y = a;\sinh(0) = 0,因此切線呈水平。相對最低點的垂度,就只是 y - a。

範例演算

假設 a = 10、x = 5,則 ((x) ÷ (a)) = 0.5。\cosh(0.5) ≈ 1.12763,所以

y = 10 × 1.12763 ≈ 11.2763
垂度為 y - a ≈ 1.2763,斜率則為 \sinh(0.5) ≈ 0.52110。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

懸鏈線和拋物線一樣嗎?
不一樣。兩者在最低點附近看起來很像,但自然下垂的鏈條遵循的是 cosh 函數;而拋物線(\( y = kx^2 \))描述的是沿水平方向均勻分布的荷載,例如吊橋的橋面。
常數 a 代表什麼?
它等於水平張力除以纜繩單位長度的重量,同時也是頂點相對於準線(directrix)的高度。
為什麼 a 不能為零?
由於公式中需要將 x 除以 a,因此 \( a = 0 \) 時無定義;遇到這種情況,計算器會回傳零。