从数学上讲,圆是几何学领域中的一个主要形状,它的定义是:圆是一个形状,它的中心与所有点的距离相同。它以其中心命名。现实世界中的一些圆的例子是轮子、餐盘和(硬币的)表面。
“circus”一词来源于希腊语“kirkos”,这是荷马希腊语的一个元命题,意思是“hoop”或“ring”。这个圈子在历史记载之前就已经知道了。太阳和月亮是圆的自然例子,而即使是在风中吹动的短茎,在沙子中也形成了圆的形状。史前人类将圆的原理应用于车轮和齿轮的形成。在现代,以圆形为基础的机械种类数不胜数。圆的研究及其发展适用于数学、几何学、天文学和微积分等领域。
圆圈术语涉及以下术语:
弧:圆的任何连接部分。
中心:与圆上的点等距的点。
半径:连接圆心和圆上任何一点的线段;或者这样一段的长度,是直径的一半。
直径:端点位于圆上并穿过圆心的线段;或这样一条线段的长度,即圆上任意两点之间的最大距离。它是弦的特例,即最长弦,是半径的两倍。
周长:沿圆周的一个回路的长度。
弦:端点位于圆上的线段。
切线:在一个点上与圆接触的共面直线。
半圆:以直径和直径端点之间的弧为边界的区域。这是圆段的一种特例,即最大的圆段。
扇形区域:由两个半径和两个半径之间的一条弧所限定的区域。
在数学上,椭圆是数学领域中的一种常见形状。它的定义是:一条形成闭环的曲线,其中两点(焦点)到线上每一点的距离之和是常数。现实生活中椭圆的例子有:一个呼啦圈,一杯水,和一个简单的餐盘当倾斜角度看的时候。
佩尔加的阿波罗尼乌斯在他的圆锥曲线中给椭圆起了一个名字,它强调曲线与面积应用的联系。它是一条围绕两个焦点的平面上的曲线,这样从一个焦点到曲线上的任何一点,然后再回到另一个焦点的直线对于曲线上的每个点都具有相同的长度。椭圆的形状可以用它的偏心率来表示,偏心率可以任意接近1。椭圆及其性质的研究在物理、天文和工程领域都有广泛的应用。以太阳为焦点的行星轨道、围绕行星运行的卫星以及其他有两个天体的系统都是椭圆轨道的一般例子。行星和恒星的形状通常用椭球来描述。椭圆也被认为是最简单的李萨如图形,当水平和垂直运动是具有相同频率的正弦曲线时形成。
椭圆的术语主要包括:
焦点:距中心的距离,用大半径和小半径表示。
偏心率:椭圆的偏心率(通常表示为e或ε)用展平系数表示。
准线:它是一条平行于短轴的线,每个焦点都与之相关联。
直肠阔肌:椭圆的弦垂直于长轴并穿过其中一个焦点,称为椭圆的直肠阔肌。
长轴/短轴:椭圆的最长和最短直径。长轴的长度等于两条发电机线的总和。
半长轴/半短轴:从中心到椭圆上最远和最近点的距离。长/短轴的一半。
弦:椭圆的一组平行弦的中点是共线的。
周长:它与半长轴的长度和偏心率有关,是椭圆不可分割的一部分。
圆与椭圆的比较:
| 圆圈 | 椭圆 |
定义 | 圆是一个圆形平面图形,其边界(圆周)由与固定点(中心)等距的点组成。 | 椭圆是一个规则的椭圆形,由一个在平面上移动的点来跟踪,这样它与其他两个点(焦点)的距离之和是恒定的,或者是当一个圆锥体被一个与底面不相交的斜面切割时产生的。 |
变化 | 圆圈形状不变;即使视图更改,它们仍保持相同的形状。 | 椭圆的形状从非常宽和平坦到几乎圆形不等,这取决于焦点之间的距离。 |
半径一致性 | 它在整个形状中有一个恒定的半径。 | 它在整个形状中没有恒定的半径。 |
主要部件 | 圆有一个半径,位于中心。 | 椭圆有两个焦点,在两端。 |
面积 | π×r^2式中,r是圆的半径 | π×a×b,其中“a”是半长轴的长度,“b”是半短轴的长度。 |
标准方程式 | (x-a)^2+(y-b)^2=r^2 | x^2/a^2+y^2/b^2=1 |
相似 | 圆是一种独特的形状,其他形状都是由它产生的。 | 在平行投影和透视投影的有界情况下,椭圆也作为圆的图像出现。 |
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