Эллипсоид вращения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск
Вытянутый эллипсоид вращения
Вытянутый эллипсоид вращения

Эллипсоид вращения (сфероид) — это поверхность в трёхмерном пространстве, образованная при вращении эллипса вокруг одной из его главных осей.

Другой вариант определения: эллипсоид вращения — это эллипсоид, две главные оси которого имеют одинаковую длину:

\frac{X^2}{{a_x}^2}+\frac{Y^2}{{a_y}^2}+\frac{Z^2}{b^2}=\frac{X^2+Y^2}{a^2}+\frac{Z^2}{b^2}=1.\,\!

Если исходный эллипс представлял собой окружность, эллипсоид вращения представляет собой сферу.

[править] Основные формулы

  • Площадь поверхности:
2\pi a\left(a + \frac{b^2}{\sqrt{a^2-b^2}}\ln\left(\frac{a+\sqrt{a^2-b^2}}{b}\right)\right) (для сжатого)
2\pi a\left(a + \frac{b^2}{\sqrt{b^2-a^2}}\arcsin\left(\frac{\sqrt{b^2-a^2}}{b}\right)\right) (для вытянутого)

площадь поверхности эллипсоида с тремя различными осями можно посмотреть здесь: http://www.brocgaus.ru/text/078/648.htm

  • Объём:
\frac{4}{3}\pi a^2 b.\,\!

Здесь o\!\varepsilon\,\! - угловой эксцентриситет:

o\!\varepsilon=\arccos\left(\frac{b}{a}\right)=2\arctan\left(\sqrt{\frac{a-b}{a+b}}\right)\quad\mathrm{},\,\! (сжатый)
=\arccos\left(\frac{a}{b}\right)=2\arctan\left(\sqrt{\frac{b-a}{b+a}}\right)\quad\mathrm{};\,\! (вытянутый)
(sin(oε) часто выражается как эксцентриситет, "e")

[править] Примеры

Форма Земли - сжатый эллипсоид вращения с {\frac{a}{b}\approx{\frac{301}{299}}}.