pinta-alaa

tuurijuoppo

Sattuuko kukaan tietämään, löytyykö ympyrän segmentin pinta-alalle jotain näppärämpää kaavaa kuin jokin arcussinifunktio. (siis jänteen keskikohdan etäisyyden ympyrästä suhteen)

Eli kaava, jonka johdattelin syntyi kaavalla int(dy2x) ja integroituna ympyrän reunasta jänteeseen. (tässä voidaan olettaa jänteen olevan x-akselin suuntainen ja ympyrän keskipiste origossa ylimääräisen kikkailun poistamiseksi)

Sain tulokseksi sijoittamalla x:n y:n funktiona ja parilla muuttujanvaihdolla ikävän näköisen arcussinifunktion. Arvaan, että tuota on vaikea ilmaista alkeisfunktioilla, mutta löytyykö jokin kätevämpi tapa ilmaista tuo jänteen keskikohdan etäisyyden funktiona.

Taulukkokirjaa vilkaisemalla löytyy tietty helpot kaavat kulman tai kaaren pituuden funktiona, mutta tämä kaava on ikään kuin ajateltu käytännön tarpeeseen ja helpoin mitattava ei ole kaaren pituus tai kulma.

8

698

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • äjykääpiö

      No jos tiedät jänteen pituuden ympyränreunasta reunaan ja keskikohdan etäisyyden ympyränreunasta niin yhdenmuotoisuuden avulla saa varmaan sen kulman selville. Siitä sitten jatkaa normaali kaavoilla.

      • tuurijuoppo

        Tietysti sen kulman saa tuosta laskettua, mutta johtaako se helpompaan kaavaan... Ehkä voisi kokeilla, ellei sitä ennen joltain löydy vaikka korvan takaa tai taulukoista parempaa...


      • tuurijuoppo

        Ei johtanut helpompaan kaavaan, vaan suunnilleen yhtä hankalaan, mutta tuolla tavalla huomattavasti pienemmällä vaivalla, kuin integroimalla ;)


      • tuurijuoppo kirjoitti:

        Ei johtanut helpompaan kaavaan, vaan suunnilleen yhtä hankalaan, mutta tuolla tavalla huomattavasti pienemmällä vaivalla, kuin integroimalla ;)

        Harrastin tässä illan aikana taas hieman matematiikkaa ja johdin segmentin alalle A likiarvoyhtälön


        A = (-L^2*R 16*b*R^2 b*L^2)/(2*L),

        missä L on segmentin jänteen pituus, R ympyränkaaren säde ja b kaaren suurin korkeus.

        A on kohtalaisen tarkka, kun b on pieni. Virhe on alle 5 prosenttia, kun b < L/4. Maksimivirhekin on puoliympyrän tapauksessa noin 27 prosenttia.

        Tuon A:n likiarvolausekkeen saa vieläkin yksinkertaisemmaksi, mikäli korvaa R:n arvon L:n ja b:n muodostamalla R:n likiarvolausekkeella. Lausekkeen johto ei ole vaikea, mutta minulla on jo sen verran väsy silmässä, että jätän sen johtamisen suosiolla ainakin huomisaamuun.


      • Jäärä kirjoitti:

        Harrastin tässä illan aikana taas hieman matematiikkaa ja johdin segmentin alalle A likiarvoyhtälön


        A = (-L^2*R 16*b*R^2 b*L^2)/(2*L),

        missä L on segmentin jänteen pituus, R ympyränkaaren säde ja b kaaren suurin korkeus.

        A on kohtalaisen tarkka, kun b on pieni. Virhe on alle 5 prosenttia, kun b < L/4. Maksimivirhekin on puoliympyrän tapauksessa noin 27 prosenttia.

        Tuon A:n likiarvolausekkeen saa vieläkin yksinkertaisemmaksi, mikäli korvaa R:n arvon L:n ja b:n muodostamalla R:n likiarvolausekkeella. Lausekkeen johto ei ole vaikea, mutta minulla on jo sen verran väsy silmässä, että jätän sen johtamisen suosiolla ainakin huomisaamuun.

        Tein kuten tuossa edellä aioin, ja sain paljon tarkemman approksimaation. Mainituilla merkinnöillä

        A = 1/240*(15*L^4 260*L^2*b^2 256*b^4)/(L*b).

        Lausekkeen virhe puoliympyränkin tapauksessa on alle kaksi prosenttia ja matalan segmentin tapauksessa aivan mitätön.


      • tuurijuoppo
        Jäärä kirjoitti:

        Tein kuten tuossa edellä aioin, ja sain paljon tarkemman approksimaation. Mainituilla merkinnöillä

        A = 1/240*(15*L^4 260*L^2*b^2 256*b^4)/(L*b).

        Lausekkeen virhe puoliympyränkin tapauksessa on alle kaksi prosenttia ja matalan segmentin tapauksessa aivan mitätön.

        Tuo vaikuttaa juuri sen tapaiselta kaavalta mihin pyrin. Ihan uteliaisuuttani kysyn, että mistä nuo approksimaatiot ovat lähtöisin?


      • tuurijuoppo kirjoitti:

        Tuo vaikuttaa juuri sen tapaiselta kaavalta mihin pyrin. Ihan uteliaisuuttani kysyn, että mistä nuo approksimaatiot ovat lähtöisin?

        Approksimaatiot ovat pelkästään tarkan alan lausekkeen sarjakehitelmiä, joista on otettu mukaan muutama alkupään termi. Näitä nyt laskee varsin pikaisesti symbolimatematiikkaohjelmistoilla.

        Tässä yksi vieläkin tarkempi tätä lajia:

        A = 1/1680*(105*L^6 1820*L^4*b^2 1792*b^4*L^2-1024*b^6)/(L^3*b).

        Tämä on jo kohtuullisen tarkka, puoliympyrän virhekin alle 0,6 prosenttia.


      • tuurijuoppo
        Jäärä kirjoitti:

        Approksimaatiot ovat pelkästään tarkan alan lausekkeen sarjakehitelmiä, joista on otettu mukaan muutama alkupään termi. Näitä nyt laskee varsin pikaisesti symbolimatematiikkaohjelmistoilla.

        Tässä yksi vieläkin tarkempi tätä lajia:

        A = 1/1680*(105*L^6 1820*L^4*b^2 1792*b^4*L^2-1024*b^6)/(L^3*b).

        Tämä on jo kohtuullisen tarkka, puoliympyrän virhekin alle 0,6 prosenttia.

        Niinpä tietysti! Miksi ihmeessä tuo ei heti tullut edes mieleen. Tyhmyys taas loistaa päästä ulos.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. VVM Riikka Purra ministerin asemassaan valehteli ja rikkoi perustuslakia.

      Valtiovarainministeri Riikka Purra (PS) kiisti Ylen ykkösaamussa luvanneensa ennen vaaleja, ettei pienituloisilta leikat
      Politiikka
      76
      14151
    2. Me, Suomen kansa, vaadimme Riikka Purran eroa ministerin tehtävästä

      Riikka Purra on toistuvalla valehtelullaan osoittanut olevansa epärehellinen henkilö. Perustuslain kohdassa 60 § edell
      Maailman menoa
      87
      7062
    3. Purra ennen vaaleja: "pienituloisten etuuksista leikkaaminen ei meille käy"

      "...perussuomalaisten ero muun muassa kokoomukseen, joka haluaa leikata pienituloisten etuuksista, se ei meille käy."
      Maailman menoa
      79
      3848
    4. Ammattiliittojen jäsenmaksut valtion maksettavaksi

      Ammattiliitot neuvottelvat jäsenilleen paremmat palkat, jotka lisäävät valtio verotuloja. Tästä syystä valton tulee maks
      Maailman menoa
      47
      3273
    5. Toksinen persuvasemmisto

      Kun toksiset ihmiset eivät kykene hallitsemaan sinua, saamaan sinua näkemään asiat niin kuin he haluaa, toimimaan niin k
      Maailman menoa
      25
      2887
    6. Rikkaiden ja yritysten veroaleen ei ole varaa

      Ei pieni Suomi pysty elättämään vanhenevaa väestöä nykyisellä veroasteella. Ainakin 5-prosenttiyksikköä pitää kokonaisve
      Maailman menoa
      40
      2503
    7. Riikka Purra: Autoilu tulee Suomen valtiolle pyöräilyä edullisemmaksi! Siksi pyöräetu poistettiin!

      🐸🐸🐸🐸🐸 Perussuomalaisten trollitehdas kiukkuaa kun Riikka Purra päästi taas sammakoita suustaan että autoilu tulee S
      Maailman menoa
      392
      2159
    8. "Minua ei kiinnosta opiskelu eikä töissä käyminen"

      Voiko lausunnosta päätellä lainkaan mikä puolue saattaisi ajaa tuollaisen kansalaisen elämäntavan mahdollistamista? htt
      Maailman menoa
      88
      1958
    9. 67
      1958
    10. Mitä Purra oikeasti sanoi ennen vaaleja...

      ...pienituloisten leikkaamisesta? Tässä se on. "Esimerkiksi se, mistä aiotaan leikata, perussuomalaisten ero muun muass
      Maailman menoa
      103
      1844
    Aihe