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为什么椭圆周长不能精确计算?

 宣城华厦图书馆 2018-02-05

答:椭圆周长并非不能精确计算,而是不能表示成统一的初等函数。


任何椭圆的周长,都是可以精确计算,但是公式特别复杂,而且无法用初等函数表示,用级数表示椭圆周长L为:

当然,也可以用积分表示:

以上级数和积分都不简单,当偏心率e=0时,就是圆,得到的周长就是圆的周长公式。


我们还有近似的,椭圆周长表示:


至于为什么说,椭圆周长不能用初等函数表示,其实可以这么理解:每个椭圆的周长都由a、b确定,我们可以认为周长L=(a+b)*k,其中k是与a,b相关的变数,当a=b时,k=π;当a≠b时,k的数值不能用初等函数表示出来。

说白了,之所以a=b时,我们能用初等函数表示椭圆周长,完全是因为我们定义了一个常数——圆周率π。

如果我们没有定义圆周率,那么圆的时候,我们也不可能用初等函数表示周长,这就是椭圆周长表示的本质。


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