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等周問題


找到一條給定周長的閉合平面曲線,使其包圍的面積最大。解是。如果考慮的曲線類別限定為光滑曲線,則等周問題可以用符號表示如下:找到一條引數方程為 x=x(t), y=y(t),其中 t in [t_1,t_2] 區間的弧,使得 x(t_1)=x(t_2), y(t_1)=y(t_2) (且沒有進一步的交點),並受以下約束:

 l=int_(t_1)^(t_2)sqrt(x^('2)+y^('2))dt

使得

 A=1/2int_(t_1)^(t_2)(xy^'-x^'y)dt

最大值

芝諾多羅斯證明了面積大於任何具有相同周長多邊形的面積,但直到 1841 年斯坦納發表了幾個證明後,這個問題才得到嚴格解決 (Wells 1991)。


另請參閱

, 狄多問題, 雙泡, 等周商, 等周定理, 等體積問題, 周長

使用 探索

參考文獻

Borwein, J. and Bailey, D. 實驗數學:21 世紀的似是而非的推理。 Wellesley, MA: A K Peters, p. 80, 2003.Bogomolny, A. "等周定理與不等式。" http://www.cut-the-knot.org/do_you_know/isoperimetric.shtml.Isenberg, C. "給定周長所包含的最大面積。" Appendix V in 肥皂膜和肥皂泡的科學。 New York: Dover, pp. 171-173, 1992.Littlewood, J. E. 利特爾伍德的雜集。 Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 32, 1986.Steinhaus, H. 數學快照,第 3 版。 New York: Dover, pp. 149-150, 1999.Wells, D. 企鵝好奇和有趣的幾何學詞典。 London: Penguin, pp. 122-124, 1991.

在 中被引用

等周問題

請引用為

Weisstein, Eric W. "等周問題。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/IsoperimetricProblem.html

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