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直圓錐曲面


RightCircularConoid

直圓錐曲面是以直錐曲面為基礎,並以為其準線的曲面。一個底面在xy-平面,沿正z-軸收縮,半徑為a,高度為h的直圓錐曲面具有引數方程

x=acosu
(1)
y=a(1-v)sinu
(2)
z=hv
(3)

和笛卡爾方程

 h^2(x^2+y^2)+x^2z^2=a^2(h-z)^2+2hx^2z.
(4)

透過封底所圍成的固體的體積由下式給出

V=4/hint_0^hint_0^azsqrt(a^2-x^2)dxdz
(5)
=1/2pia^2h.
(6)

表面積(僅指側面部分,因此不包括底圓)由下式給出

 S=4/hint_0^hint_0^asqrt((h^2(a^2-x^2)+(a^2-x^2)^2+x^2z^2)/(a^2-x^2))dxdz.
(7)

這更難得到閉合形式,但對於a=h=1的情況,積分可以簡化為

S=2int_0^1int_0^1sqrt((1+u)/(1-u)+(z^2)/u)dzdu
(8)
=pi_3F_2(-1/2,1/4,3/4;1/2,1;-1)+int_0^1(sqrt(u)(u+1))/(u-1)tanh^(-1)(sqrt((1-u)/(1+u^2)))du
(9)
 approx 6.027212...
(10)

(OEIS A371923)。


另請參閱

圓錐, 錐曲面, 直錐曲面

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參考文獻

Sloane, N. J. A. 序列 A371923,出自“整數序列線上百科全書”。

請引用為

Weisstein, Eric W. “直圓錐曲面。” 來自 -- 資源。 https://mathworld.tw/RightCircularConoid.html

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