بیضی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

در هندسه، بیضی یک خم مسطح (خم محصور در صفحهٔ اقلیدوسی) است که از برخورد یک صفحه با یک مخروط به گونه‌ای یک خم بسته ایجاد شود، حاصل می‌شود. دایره حالت خاص بیضی است که هنگامی به دست می‌آید که صفحهٔ برخوردکننده بر محور مخروط عمود باشد. در هندسه تحلیلی، بیضی به صورت مجموعه نقاطی تعریف می‌شود که نسبت فاصلهٔ هر نقطه از یک نقطه (که آن را کانون بیضی گویند) به فاصلهٔ آن از یک خط راست (که آن را خط هادی گویند) یک عدد ثابت (که آن را برون‌مرکزی یا e گویند) کوچکتر از یک باشد. تعریف دیگر عبارت است از مکان هندسی نقاطی از صفحه که مجموع فاصله‌های آن‌ها از دو نقطهٔ ثابت مساوی با ثابتی مثبت باشد.

مفهوم بیضی مترادف با مقطع مخروطی محدود است. هر مقطع مخروطی از برخورد یک مخروط دایره‌ای با صفحه‌ای که از رأس مخروط نمی‌گذرد تشکیل می‌شود. دو نوع خم دیگر نیز از برخورد صفحه با مخروط می‌توانند ایجاد شوند، اما این خم‌ها همگی باز و نامحدودند و سهمی و هذلولی خوانده می‌شوند.

اجزای بیضی[ویرایش]

یک بیضی و برخی ویژگی‌های ریاضی آن.

یک بیضی یک خم بسته‌است که نسبت به محورهای عمودی و افقی خود متقارن است. دو نقطه بر روی محیط بیضی که در دو سوی مخالف هم قرار دارند، یا به بیان دیگر، دو نقطه که خط واصل میان آن‌ها از مرکز بیضی عبور می‌کند هنگامی در دورترین فاصله نسبت به هم قرار دارند که بر روی قطر بزرگ بیضی یا محور تقارن بزرگتر بیضی قرار گرفته باشند؛ و هنگامی کمترین مقدار را دارد که آن دو نقطه بر روی محور عمود بر قطر بزرگ، یعنی محور تقارن کوچکتر یا قطر کوچک بیضی قرار گرفته باشند.[۱]

نیم‌قطر بزرگ (که در شکل با a نمایش داده شده‌است) و نیم‌قطر کوچک بیضی (که در شکل با b نمایش داده شده‌است) به ترتیب نیمی از قطر بزرگ و نیمی از قطر کوچک بیضی اند که گاهی به آن‌ها شعاع کوچک (major radius) و شعاع بزرگ (minor radius) نیز می‌گویند. همچنین در انگلیسی به آن‌ها major semi-axes و minor semi-axes نیز گفته می‌شود.

محیط بیضی[ویرایش]

محیط بیضی به کمک انتگرال‌های کامل بیضوی نوع دوم قابل محاسبه‌است. البته فرمول صریحی همانند مساحت بیضی که برابر A=\pi  a  b می‌باشد برای محیط بیضی وجود ندارد. و محیط بیضی تنها بوسیلهٔ سری نامتناهی قابل محاسبه‌است:

C = 2\pi a \left[{1 - \left({1\over 2}\right)^2\varepsilon^2 - \left({1\cdot 3\over 2\cdot 4}\right)^2{\varepsilon^4\over 3} - \left({1\cdot 3\cdot 5\over 2\cdot 4\cdot 6}\right)^2{\varepsilon^6\over5} - \dots}\right]\,\!

یا

C = - 2\pi a \sum_{n=0}^\infty {\varepsilon^{2n}\over 2n - 1} \prod_{m=1}^n \left({ 2m-1 \over 2m}\right)^2 \,\!

در روابط فوق \varepsilon خروج از مرکز بیضی است. در ضمن خروج از مرکزیت بیضی برابر با فاصلهٔ دو کانون تقسیم بر قطر اطول(۲a) می‌باشد.

منابع[ویرایش]

  1. Haswell, Charles Haynes (1920). Mechanics' and Engineers' Pocket-book of Tables, Rules, and Formulas. Harper & Brothers. Retrieved 2007-04-09. 
  • دکتر محمدرضا پورنکی، دکتر یحیی تابش. هندسه تحلیلی و جبرخطی. تهران ۱۳۸۴. ISBN 964-05-0951-5

جستار وابسته[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ بیضی موجود است.