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橢圓形的面積
橢圓形的面積是πab,其中a是最長的半徑,b是最短的半徑。
證明:
首先把橢圓形放在平面直角坐標上,其實放在任何位置都可以,但為了方便計算,就把橢圓形的圓心對準在平面直角坐標的原點上,最長的半徑a對準在x軸,最短的半徑b對準在y軸。
此時,橢圓形的方程是x²/a² + y²/b² = 1,其中a是最長的半徑,b是最短的半徑。
∵該橢圓形與x軸和y軸對稱
∴橢圓形的面積
= 4 ∫(0 to a)│y│dx
= 4 ∫(0 to a) b√(1 – x²/a²) dx
= 4b/a ∫(0 to a) √(a² – x²) dx
設x = a sin θ,其中 – π/2 ≦ θ ≦ π/2
dx = a cos θ dθ
當x = 0,θ = 0
當x = a,θ = π/2
因此4b/a ∫(0 to a) √(a² – x²) dx
= 4b/a ∫(0 to π/2) √(a² – a² sin² θ) (a cos θ) dθ
= 4ab ∫(0 to π/2) cos² θ dθ
= 2ab ∫(0 to π/2) (1 + cos 2θ) dθ
= 2ab [θ + (sin 2θ)/2] (0 to π/2)
= πab