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反引力时代的宇宙遨游和时间旅行(7)(8)

时间:2011-02-05 07:58来源:网络 作者:xunyang2008 点击:
为单冀之厚度H,长度为r,唯一不能确定的,是其宽度Z。 要求出这段体积,需要使用积分函数。先求出一个截面的面积,再对这个面积进行积分,就可以
  

为单冀之厚度H,长度为r,唯一不能确定的,是其宽度Z。
  
  要求出这段体积,需要使用积分函数。先求出一个截面的面积,再对这个面积进行积分,就可以得到体积。
  
  沿箭头↓方向切出一个截面,这个截面是什么形状呢?
  
  想像一下,把两个扁的圆盘扣在一起,它就成了一个扁的类球体。虽然从正面上看是一个圆形,但从侧面上看相当的扁。垂直切出一个截

面,将得到一个扁圆。之所以说它扁,是因为它不象一个圆,圆的半径是相等的。这个扁圆,其半径不相等,有的长,有的短。
  
  这个扁圆,就是椭圆。圆的代数公式为X^2+y^2=R^2 ; R为半径; 椭圆的代数公式为X^2/a^2+y^2/b^2=1,a为长轴半径,b为短轴半径。
  
  积分对于求面积体积相当有效。比如,要想求一个半径为R的球的体积,先求出一个截面的面积,以球心建立一个坐标系,这个截面的与X

轴垂 _________
  直,距原点为X, Y=√(R^2-X^2);这是截面圆的半径。 其面积S=πY^2=π(R^2-X^2); 进行积分 ∫π(R^2-X^2)dX = R^2*X-X^3/3 当积分

范围从0到R时,得到的定积分值就是球体体积。 将X=R代入式中,得到V=4πR^3/3
   _________ _________
  要想求得圆的面积,可以对圆的中间线段进行积分。 线段长=2Y=2√(R^2-X^2) 。 其积分为∫2√(R^2-X^2) dX X的取值范围从-R到R。

这样的积分得到的将是圆面积。
  
   _________
  ■先来计算∫2√(R^2-X^2) dX
   _________ _________
  设X=R*sint。dX=Rcosdt。√(R^2-X^2)=√R^2-R^2*sint^2 =Rcost
  
   _________
  f(R)=∫2√(R^2-X^2) dX = 2∫R^2*cost^2*dt = 2R^2∫((1+cos2t)/2)dt = (R^2(t+sin2t/2)) = R^2(t+sint*cost)
  
   _________ __________
  =R^2(t+sint√1-sint^2 ) = R^2(arcsinX/R + X*√1-(X/R)^2)
  
  结果是明确的,当R的积分范围从-R到R时,圆的面积=∫2√(R^2-X^2) dX=f(R)-f(-R)=πR^2 。
   _________
  可知,X取值范围在0到R之间时,定积分∫√(R^2-X^2) dX 的几何意义为一个四分之一圆的面积。 其值= πR^2/4
   _________
   公式8:∫√(R^2-X^2) dX = R^2(arcsinX/R + X*√1-(X/R)^2)
  
  如果X的取值范围从0到r,会得到什么结果?它的几何意义为,从Y轴X=0开始,到X=r为止,夹在中间的这部分的面积。
   _________
  这部分面积=f(r)-f(0)=(r√(R^2-r^2) +R^2*arcsin(r/R))/2
  
  椭圆的面积,利用上面的公式,可以这样计算出来。 椭圆的特点是横向半径a大于竖向半径b。其面积,可以看成是竖向直径Y的积分。椭

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