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n次元球(超球)の体積・表面積 計算

次元nと半径rから、n次元球(超球)の体積と表面積をガンマ関数を用いて計算します。1次元から高次元まで対応。

入力

次元 n と半径 r を入力すると、n 次元球(超球)の体積と表面積をガンマ関数を使って計算します。

計算結果

r = 5n = 3

体積

523.598776

表面積

314.159265

次元 n

3

半径 r

5


長さの単位は入力値と同じです。n 次元体積はその単位の n 乗、表面積は n−1 乗の単位になります。

計算方法・使い方

  • 体積は V=π^(n/2)/Γ(n/2+1)·r^n で求めます。Γはガンマ関数で、整数や半整数の引数に対して階乗を一般化したものです。
  • 表面積(超球面の n−1 次元測度)は S=n·V/r で求まります。n=2 のとき面積は πr²、n=3 のとき体積は (4/3)πr³ と一致します。
  • ガンマ関数は対数ガンマ関数 lnΓ をランチョス近似で計算し、exp で戻すことで高次元でも桁あふれを避けて安定に算出します。
  • 次元 n は1以上の整数、半径 r は正の値を入力してください。長さの単位は入力と同じで、n 次元体積は単位の n 乗になります。

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