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椭圆周长计算公式:L=T(r+R)
T为椭圆系数,可以由r/R的值,查表找出系数T值;r为椭圆短半径;R为椭圆长半径。
椭圆周长定理:椭圆的周长等于该椭圆短半径与长半径之和与该椭圆系数的积(包括正圆)。
建立椭圆参数方程:
x=a SINθ
Y=bcosθ
根据曲线长度积分方程:u=y′;
将椭圆方程代入上式得:
(1) L=4a 而
得出将(1)式用牛顿二项式定理展开再逐项积分得
求解完毕(这个公式把a=b带进去以后为圆周长公式,e=1时,L= a)
由此我们可以得到圆周率的另一个公式了:
扩展资料:
椭圆(Ellipse)是平面内到定点F1、F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的动点P的轨迹,F1、F2称为椭圆的两个焦点。其数学表达式为:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|)。
椭圆是圆锥曲线的一种,即圆锥与平面的截线。
椭圆的周长等于特定的正弦曲线在一个周期内的长度。
根据椭圆的一条重要性质:椭圆上的点与椭圆长轴(事实上只要是直径都可以)两端点连线的斜率之积是定值,定值为 (前提是长轴平行于x轴。若长轴平行于y轴,比如焦点在y轴上的椭圆,可以得到斜率之积为 -a²/b²=1/(e²-1)),可以得出:
在坐标轴内,动点( )到两定点( )( )的斜率乘积等于常数m(-1
注意:考虑到斜率不存在时不满足乘积为常数,所以 无法取到,即该定义仅为去掉四个点的椭圆。
椭圆也可看做圆按一定方向作压缩或拉伸一定比例所得图形。
参考资料:百度百科——椭圆周长
一、椭圆周长、面积计算公式
根据椭圆第一定义,用a表示椭圆长半轴的长,b表示椭圆短半轴的长,且a>b>0. 椭圆周长公式:L=2πb+4(a-b)
椭圆周长定理:椭圆的周长等于该椭圆短半轴长为半径的圆周长(2πb)加上四倍的该椭圆长半轴长(a)与短半轴长(b)的差. 椭圆面积公式: S=πab
椭圆面积定理:椭圆的面积等于圆周率(π)乘该椭圆长半轴长(a)与短半轴长(b)的乘积.
二、椭圆常数由来及周长、面积公式推导过程 (一)发现椭圆常数
常数在于探索和发现.椭圆三要素:焦距的一半(c),长半轴的长(a)和短半轴的长(b).椭圆三要素确定任意两项就确定椭圆.椭圆三要素其中两项的某种数学关系决定椭圆周长和面积. 椭圆的周长取值范围:4a
椭圆周长计算公式:L=T(r+R)。
T为椭圆系数,可以由r/R的值,查表找出系数T值;r为椭圆短半径;R为椭圆长半径。
椭圆周长定理:椭圆的周长等于该椭圆短半径与长半径之和与该椭圆系数的积(包括正圆)。
关于椭圆的周长等于特定的正弦曲线在一个周期内的长度的证明:
半径为r的圆柱上与一斜平面相交得到一椭圆,该斜平面与水平面的夹角为α,截取一个过椭圆短径的圆。以该圆和椭圆的某一交点为起始转过一个θ角。则椭圆上的点与圆上垂直对应的点的高度可以得到f(c)=r tanα sin(c/r)。
r:圆柱半径;
α:椭圆所在面与水平面的角度;
c:对应的弧长(从某一个交点起往某一个方向移动);
以上为证明简要过程,则椭圆(x*cosα)^2+y^2=r^2的周长与f(c)=r tanα sin(c/r)的正弦曲线在一个周期内的长度是相等的,而一个周期T=2πr,正好为一个圆的周长。
扩展资料
椭圆是围绕两个焦点的平面中的曲线,使得对于曲线上的每个点,到两个焦点的距离之和是恒定的。
因此,它是圆的概括,其是具有两个焦点在相同位置处的特殊类型的椭圆。椭圆的形状(如何“伸长”)由其偏心度表示,对于椭圆可以是从0(圆的极限情况)到任意接近但小于1的任何数字。
椭圆是封闭式圆锥截面:由锥体与平面相交的平面曲线。椭圆与其他两种形式的圆锥截面有很多相似之处:抛物线和双曲线,两者都是开放的和无界的。圆柱体的横截面为椭圆形,除非该截面平行于圆柱体的轴线。
椭圆也可以被定义为一组点,使得曲线上的每个点的距离与给定点(称为焦点)的距离与曲线上的相同点的距离的比值给定行(称为directrix)是一个常数。该比率称为椭圆的偏心率。
也可以这样定义椭圆,椭圆是点的集合,点其到两个焦点的距离的和是固定数。
参考资料来源:百度百科-椭圆
为了让我们比较容易地了解椭圆,请看下面圆在各种情况下的投影图;在投影图中,我们假定光线垂直射向纸面,那么
1) 当圆面平行于纸面时,则圆在纸面上的投影就是圆本身,此时b=a。
2)当圆面与纸面倾斜任意角度α时
(α>0℃,α<90℃),则圆在纸面上
的投影都是椭圆,此时b≠a,b≠0。
3)当圆面垂直于纸面时,则圆的上半
周与下半周重合,他们在纸面上的投
影是圆的两条重合的直径,此时b=0。
以上投影图的描述就是椭圆变化的全过程,任何椭圆都可以在这个变化过程中找到。
椭圆是人们很熟悉的几何图形,可是要想计算他的周长可不是那么容易,请看高等数学关于椭圆周长的证明;
dt=4a·E(e·π/2)
由上式的证明可以导出:
注: , ,当b=a时,则e=λ=0,这时:
当b=0时,则e=λ=1,这时:
演示表明:L1和L2仅是椭圆的近似公式,迄今为止高等数学也不能彻底精确地解决椭圆周长的计算问题。
我通过大量的实验、观察与计算求导出来的以下精确计算椭圆周长的公式,其中c2=a2-b2
当b>a/2时,
当b=a/2时,
(中点公式)
当b<a/2时,
以上这三个公式实质是一个公式,它表明了椭圆的不同状态,这种状态也包含了椭圆周长的一切变化过程。
当b=a时, (圆的周长公式)
当b=0时, (圆的两条直径)
可见这个新椭圆公式不仅可以描绘椭圆周长的变化过程,而且完整具体,具备公式的一般形式。
现在我们用现实的例子进行验证:
神州五号飞船的近地点为200公里,远地点为343公里,地球半径约为6371公里,据此可以求出:a=6642.5公里,b=6642.115175公里,c=71.5公里,这是一个十分接近于圆的椭圆轨道,把a、b、c的值代入公式得:
公式L的使用说明:
一、 当 的小数部分的第一位或连续多位是零时,那么 的值的第一位非零数字,都应与 的小数部分的第二位非零数字对齐后在相减,如上式中括号内两个带箭头的数字所示
二、 当 的小数部分的第一位是非零数字时,就可以按小数的减法规则正常相减。
验证:因为 ,所以当椭圆十分接近于圆时,用 来计算椭圆的周长误差会很微小,此时会出现, 的现象,因为
如果用L1和L2来计算椭圆周长,不仅计算过程非常烦琐,而且当椭圆特别扁时,则L1和L2将会失去意义,无法进行精确计算。而新椭圆周长公式则可以轻而易举地进行精确计算。
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