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扁球体


椭圆形球体

A“压扁”球体其中赤道半径一大于极轴半径c(c),所以a> c(c)(蒂泽1965年称之为扁椭球体,第27页)。扁球体是回转面通过旋转椭圆关于其短轴(Hilbert和Cohn Vossen,1999年,第10页)。第一近似,假定形状通过旋转流体(包括地球,地球在天文上是“流体”时间刻度)是一个扁球体。

对于球体具有z(z)-轴作为对称轴,笛卡尔方程为

 (x^2+y^2)/(a^2)+(z^2)/(c^2)=1。
(1)

这个椭圆度定义了扁球体的通过

 e=平方(1-(c^2)/(a^2))。
(2)

这个表面积可以计算扁球体的作为一个回转面关于z(z)-轴,

 S=2piintr(z)sqrt(1+[r^'(z)]^2)dz
(3)

半径为的函数z(z)由提供

 r(z)=asqrt(1-(z/c)^2)。
(4)

因此

S公司=2piaint(-c)^csqrt(1+((a-c)(a+c)z^2)/(c^4))dz
(5)
=2pia[a+(c^2csch^(-1)(c/(sqrt(a^2-c^2)))/(sqert(a^2c^2,))]
(6)
=(2pi)/(sqrt(a^2-c^2))[a^2sqrt
(7)
=π/(平方(a^2-c^2))[2a^2sqrt(a^2-c^2,
(8)

最后一步使用对数身份

 log((a+sqrt(a^2-c^2))/c)=1/2 log(a+sqlt(a^2-c^2
(9)

有效期至0<c<a.用椭圆度重新表示,然后给出

 sqrt(a^2-c^2)=声发射,
(10)

生成特定的简单形式

 S=2pia^2+pi(c^2)/eln((1+e)/(1-e))
(11)

(拜尔1987年,第131页)。另一个等效形式如下所示

 S=2pia^2-(2piiac^2)/(sqrt(a^2-c ^2))cos^(-1)(a/c)。
(12)

表面积也可以直接从第一基本形式作为

S公司=int_0^(2pi)int_0^pisqrt(EG-F^2)dvdu
(13)
=(2pia)/(sqrt(2))int(a^2+c^2+(a^2-c^2)cos(2v))sinv。
(14)

请注意,这是书写扁球体表面积的常规形式,尽管它在形式上等同于长球体通过身份

 (c^2pi)/(e(c,a))ln[(1+e,
(15)

哪里e(x,y)由定义

 e(x,y)=平方(1-(x^2)/(y^2))。
(16)

另请参阅

苹果表面,胶囊,达尔文-德西特球体,椭球体,椭圆度,压扁,扁球坐标,Prolate球体,球体,球体,超级蛋,超椭圆

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工具书类

Beyer,W.H。CRC标准数学表,第28版。佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社,1987年。希尔伯特,D.和Cohn-Vossen,S。几何图形和想象力。纽约:切尔西,第10页,1999年。蒂泽,H。著名的数学问题:古代已解决和未解决的数学问题现代。纽约:格雷洛克出版社,1965年,第27页。

引用的关于Wolfram | Alpha

扁球体

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“扁球体。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/OblateSpheroid.html

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