بیضی

در هندسه، یک بیضی یک خم مسطح (خم محصور در صفحهٔ اقلیدوسی) است که از برخورد یک صفحه با یک مخروط ایجاد می‌شود، مشروط بر این که خم ایجاد شده بسته باشد. دایره حالت خاص بیضی است و هنگامی بدست می‌آید که صفحه به حالت عمود بر محور مخروط با آن برخورد کرده 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 نامحدود اند و سهمی و هذلولی خوانده می‌شوند.

تعریف دیگر بیضی عبارت است از مکان هندسی نقاطی از صفحه که مجموع فاصله‌های آن‌ها از دو نقطهٔ ثابت مساوی با ثابتی مثبت باشد. نیز در تعریفی دیگر بیضی مکان هندسی نقاطی است که نسبت فاصله آن از یک نقطه (کانون بیضی)، به فاصله آن از یک خط (خط هادی) برابر با عددی ثابت و کوچکتر از یک است.

برابر انگلیسی واژهٔ بیضی، ellipse از واژهٔ یونانی ἔλλειψις elleipsis به معنی falling short گرفته شده‌است.

اجزای بیضی

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.

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

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

• دکتر محمدرضا پورنکی، دکتر یحیی تابش. هندسه تحلیلی و جبرخطی. تهران ۱۳۸۴. ISBN 964-05-0951-5

جستار وابسته

• مقاطع مخروطی

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ بیضی موجود است.