雙曲面


單葉雙曲面	雙葉雙曲面

在數學裏，雙曲面是一種二次曲面。採用直角坐標 $(x,\ y,\ z)\,\!$ ，雙曲面可以用公式表達為

{x^{2} \over a^{2}}+{y^{2} \over b^{2}}-{z^{2} \over c^{2}}=1\,\!

（單葉雙曲面），

或

-{x^{2} \over a^{2}}-{y^{2} \over b^{2}}+{z^{2} \over c^{2}}=1\,\!

（雙葉雙曲面）。

假若， $a=b\,\!$ ，則稱為旋轉雙曲面。

試想一個雙曲線。它的實軸包含了雙曲線的兩個焦點，而虛軸則是兩個焦點的中分線。繞着實軸，旋轉此雙曲線，可以得到旋轉雙葉雙曲面。繞着虛軸，旋轉此雙曲線，可以得到旋轉單葉雙曲面。

換另一種方法描述。參閱圖右．在三維空間裏，滿足 $\left|PB_{1}-PB_{2}\right|\,\!$ 為常數的所有的點的集合，是一個旋轉雙葉雙曲面。稱點 $B_{1}\,\!$ 與 $B_{2}\,\!$ 為雙曲面的焦點。

簡併雙曲面的公式可以表達為

{x^{2} \over a^{2}}+{y^{2} \over b^{2}}-{z^{2} \over c^{2}}=0\,\!

。

假若， $a=b\,\!$ ，則這雙曲面是一個圓錐面；否則，是一個橢圓錐面。

許多發電廠的冷卻塔結構是單葉雙曲面形狀。由於單葉雙曲面是一種雙重直紋曲面 (Ruled surface) ，它可以用直的鋼樑建造。這樣，會減少風的阻力．同時，也可以用最少的材料來維持結構的完整。

圖片