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通用抛物线常数


LatusRectum

正如半圆的弧长与其半径的比值始终为 pi,由任意抛物线正焦弦形成的抛物线段的弧长与其半正焦弦(和焦参数)的比值 P 是一个通用常数

P=sqrt(2)+ln(1+sqrt(2))
(1)
=sqrt(2)+sinh^(-1)1
(2)
=sqrt(2)+cosh^(-1)(sqrt(2))
(3)
=2.2955871...
(4)

(OEIS A103710)。这可以从抛物线段弧长方程中看出

 s=1/2sqrt(x^2+4h^2)+(x^2)/(4h)ln((2h+sqrt(x^2+4h^2))/x)
(5)

通过取 s/a 并代入 h=ax=2a

其他的圆锥曲线,即椭圆双曲线,没有这样的通用常数,因为它们类似的比例取决于它们的离心率。换句话说,所有圆都相似,所有抛物线都相似,但椭圆或双曲线的情况并非如此(Ogilvy 1990,第 84 页)。

x=e^y 对于 y in (-infty,0]y-轴旋转生成的曲面面积由下式给出

A=piP
(6)
=7.211799724...
(7)

(Love 1950,第 288 页;OEIS A103713)以及由 y=cosx 对于 x in [-pi/2,pi/2]x-轴旋转生成的曲面面积为

A=2piP
(8)
=14.4235994...
(9)

(Love 1950,第 288 页;OEIS A103714)。

单位正方形中随机选择的点到其中心的期望距离(正方形点选取)为

d^_=1/6P
(10)
=0.3825978582...
(11)

(Finch 2003,第 479 页;OEIS A103712)。

P 是一个无理数。它也是一个超越数,如下所示。如果 P 是代数数,那么 P-sqrt(2)=ln(1+sqrt(2)) 也将是代数数。但是,根据林德曼-魏尔斯特拉斯定理e^(ln(1+sqrt(2)))=1+sqrt(2) 将是超越数,这与事实矛盾。

由单位立方体构建的半立方体的平均圆柱半径等于 8P/3


另请参阅

焦参数, 正焦弦, 林德曼-魏尔斯特拉斯定理, 抛物线, 抛物线段, 半正焦弦

此条目由 Sylvester Reese 贡献

此条目由 Jonathan Sondow 贡献

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参考文献

Finch, S. R. 数学常数。 Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 479, 2003.Love, C. E. 微分与积分学,第 4 版。 New York: Macmillan, 1950.Ogilvy, C. S. 几何之旅。 New York: Dover, 1990.Sloane, N. J. A. 整数数列线上百科全书中的数列 A103710, A103711, A103712, A103713, 和 A103714.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

通用抛物线常数

请引用为

Reese, SylvesterSondow, Jonathan. "通用抛物线常数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/UniversalParabolicConstant.html

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