椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算


【椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算】阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积(命题4) 。
当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆 。椭圆有一条长半轴和一条短半轴 。

椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

椭圆面积的公式是对圆面积的一种美丽的推广 。长半轴a、短半轴b的椭圆面积为:
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

首先,我们用直观的方法推导出这个公式 。但阿基米德的“方法”和严格的定理证明之间有明显的区别 。
之后,我们将解释阿基米德是如何证明这个结果的 。
在椭圆周围半径为a的圆称为它的辅助圆 。如果我们(垂直地)缩小这个圆,我们得到一个椭圆 。给定椭圆上的点m,它满足关系式:
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

阿基米德考虑了椭圆和辅助圆内接的一些多边形 。这些多边形的边数等于4的倍数,并以水平直径的相对端点作为顶点 。
圆内接的多边形P\'是正多边形,P是内接在椭圆E上的多边形,其顶点是从P\'的顶点到E的水平轴的垂线与椭圆E的交点,我们具有以下关系
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

那么两个多边形P和P\'的面积关系是:
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

但是这些多边形可以有任意多的边,它们可以无限的趋近圆和椭圆
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

我们得到椭圆面积的公式:
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

如果我们的直觉是正确的,那么这就是椭圆面积的公式 。使用mathlet缩放,我们可以看到非常好的近似值,但多边形永远不会完全填充整个椭圆或圆
椭圆体的表面积公式 椭圆面积计算

文章插图

这是一个很好的方法,但阿基米德需要一个逻辑严密的证明 。


    特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。