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放物線の弓形の面積(アルキメデスの定理)

弦の幅(底辺)と高さから、放物線と弦で囲まれた弓形の面積を計算します。面積は底辺×高さの2/3。外接三角形との比や弧長も求められます。

入力

放物線とその弦で囲まれた弓形の面積を、弦の幅(底辺)と高さから計算します。

計算結果

底辺 b = 8高さ h = 6

弓形の面積

32

外接三角形の面積

24

弓形と外接長方形の比

2 : 3

放物線の弧長

15.073706


弓形の面積はアルキメデスの定理より (2/3)×底辺×高さ で求まります。

長さは入力値と同じ単位で、面積はその2乗になります。

計算方法・使い方

  • 放物線とその弦で囲まれた領域を放物線弓形と呼びます。
  • アルキメデスの求積法により、弓形の面積は同じ底辺と高さを持つ三角形の 4/3 倍に等しくなります。
  • 弦の幅を底辺 b、頂点から弦までの距離を高さ h とすると、弓形の面積は (2/3)×b×h で求められます。
  • 外接三角形の面積は (1/2)×b×h なので、三角形と弓形の面積比は 3:4、弓形と外接長方形の比は 2:3 になります。
  • 弧長は放物線の弧の長さで、頂点を原点に y=ax² と置き積分した閉じた式から計算しています。
  • 長さの単位は入力値と同じで、面積はその単位の2乗になります。

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