Search Suggest

Công thức tính chu vi hình elip (độ dài đường elip)

Cho elip $(E)$ có độ dài trục lớn $AB=2a$, độ dài trục nhỏ $CD=2b$ (với $a >b$, xem hình vẽ). Nếu tiêu cự $F_1F_2=2c$ thì ta có đẳng thức liên hệ $a^2=b^2+c^2$.

Tâm sai của elip $e=\dfrac{c}{a}=\dfrac{\sqrt{a^2-b^2}}{a}$.

Công thức tính chu vi elip chính xác


Chu vi elip được tính chính xác bằng tích phân (từ công thức tổng quát tính độ dài của một đường cong):
$$C_{\text{elip}}=4a\int_{0}^{\pi/2} \sqrt{1-e^2\sin ^2t}\text{ d}t$$

Công thức tính chu vi elip gần đúng


Nhà toán học Srinivasa Ramanujan đã đưa ra 2 công thức tính gần đúng chu vi elip như sau:

Công thức Ramanujan 1.


$$C_{\text{elip}}\approx \pi \left ( 3(a+b)-\sqrt{(3a+b)(a+3b)} \right ).$$

Công thức Ramanujan 2.


$$C_{\text{elip}}\approx \pi (a+b) \left (1+\frac{3h}{10+\sqrt{4-3h}}\right )$$ với $h = \dfrac{(a − b)^2}{(a + b)^2}$.

Ví dụ áp dụng


Với elip có độ dài trục lớn là $10$, trục nhỏ là $8$ (tức $a=5,b=4$). Khi đó
a) Nếu áp dụng công thức tích phân ở mục 1 thì chu vi của elip là
$\displaystyle C=4\int_0^{\pi/2} \sqrt{25-9\sin^2t}\text{ d}t\\ \approx 28.361667888974484631355863912197...$

b) Còn nếu áp dụng công thức gần đúng Ramanujan 1 thì ra xấp xỉ
$28.36166778425462278730623204761951...$

c) Áp dụng công thức Ramanujan 2 thì được giá trị gần đúng của chu vi là
$28.36166788897429520546584673929124...$

Xem thêm: Công thức tính diện tích hình elip.

Người đăng: Mr. Math.

Đăng nhận xét