隐藏菜单
搜索
玫瑰线的面积,玫瑰线面积公式怎么来的

玫瑰线的面积,玫瑰线面积公式怎么来的

介绍玫瑰线

玫瑰线是一种极坐标方程,它可以绘制出一个美丽的图形,形状酷似玫瑰花。玫瑰线方程可以用以下形式来表示:

r=a*cos(k*θ)

其中,r表示极径,θ表示角度,k表示节数,a表示大小。如果k是奇数,那么可以绘制出一个花瓣数量为k的玫瑰线,如果k是偶数,则为花瓣数量为k/2的玫瑰线。

推导玫瑰线面积公式

接下来我们将推导玫瑰线面积公式。我们可以将玫瑰线分成无数个小扇形,每个小扇形的面积为:

$$\Delta A=\frac{1}{2}r^2\Delta \theta$$

将极坐标转换为直角坐标系可以得到如下公式:

$$x=r*cos\theta$$$$y=r*sin\theta$$

将玫瑰线方程代入公式得到:

$$x=a*cos(k*\theta)*cos\theta$$$$y=a*cos(k*\theta)*sin\theta$$

积分求解面积

于是,我们可以使用积分来求解玫瑰线的面积。玫瑰线的面积可以看作所有小扇形面积之和:

$$A=\int_0^{2\pi}\frac{1}{2}(a*cos(k*\theta))^2d\theta$$

使用三角恒等式将cos的平方展开得到:

$$cos^2(k*\theta)=\frac{1+cos(2k\theta)}{2}$$$$A=\frac{1}{4}\int_0^{2\pi}a^2(1+cos(2k\theta))d\theta$$

推导后的玫瑰线面积公式

对于cos的部分求积分,得到:

$$\int_0^{2\pi}cos(2k\theta)d\theta=\begin{cases}

0&\text{k为奇数}\\

\frac{\pi}{k}&\text{k为偶数}

\end{cases}$$

继续化简得到:

$$A=\frac{1}{4}\int_0^{2\pi}a^2d\theta + \frac{1}{4}\int_0^{2\pi}a^2cos(2k\theta)d\theta$$$$A=\frac{1}{4}*2\pi*a^2 + \begin{cases}

0&\text{k为奇数}\\

\frac{\pi}{2}*a^2&\text{k为偶数}

\end{cases}$$

于是,我们得到了玫瑰线面积的公式:

$$A=\begin{cases}

\frac{\pi}{2}*a^2&\text{k为奇数}\\

\pi*a^2&\text{k为偶数}

\end{cases}$$

  推荐阅读

  亳州宠物微信群,亳州宠物群二维码

  昆明养狗交流群,昆明宠物狗微信群二维码

  长治养猫交流群,长治宠物猫微信群二维码

查看更多相似文章
发表评论
畅言评论-后台-模板-公共模板变量-评论模板中修改

最新文章

推荐阅读
你可能感兴趣

©Copyright ©2007-2022 www.kupet.cn (酷宠网) All Rights Reserved   

©Copyright ©2007-2022 www.kupet.cn (酷宠网) All Rights Reserved