阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积(命题4)。
当我们垂直地缩小一个圆时,我们得到一个椭圆。椭圆有一条长半轴和一条短半轴。
首先,我们用直观的方法推导出这个公式。但阿基米德的“方法”和严格的定理证明之间有明显的区别。
之后,我们将解释阿基米德是如何证明这个结果的。
在椭圆周围半径为a的圆称为它的辅助圆。如果我们(垂直地)缩小这个圆,我们得到一个椭圆。给定椭圆上的点m,它满足关系式:
那么两个多边形P和P’的面积关系是:
但是这些多边形可以有任意多的边,它们可以无限的趋近圆和椭圆
我们得到椭圆面积的公式:
如果我们的直觉是正确的,那么这就是椭圆面积的公式。使用mathlet缩放,我们可以看到非常好的近似值,但多边形永远不会完全填充整个椭圆或圆
这是一个很好的方法,但阿基米德需要一个逻辑严密的证明。
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