楕円の重心の求め方がわかりません。
できるだけ早く教えてください。
楕円の重心の求め方がわかりません。
できるだけ早く教えてください。
楕円や円など、全体だと、重心は中心になります。
たぶん、半楕円の重心のことを言っているのだと思い、
計算してみました。
二重積分で求めます。
_ _
G’(x,y)は、平面図形の範囲をD、面積をMとすると、
_
x=∫∫ x dxdy /M
D
_
y=∫∫ y dxdy /M
D
ただし
M=∫∫ dxdy
D
さて質問の半楕円の重心は、半楕円周の曲線の方程式が
x2 y2
――+――=1より、
a2 b2
b
y=―\(\sqrt{\quad}\)(a2 -x2 )
a
-a≦x≦aということで計算してみた。
面積M=∫∫ dxdy
D
x=a y=(\(\frac{b}{a}\))\(\sqrt{\quad}\)(a2-x2)
=∫ dx ∫ dy
x=-a y=0
a b
=∫ ―\(\sqrt{\quad}\)(a2-x2)dx
-a a
π/2 b
=∫ ――・acosθ・acosθdθ
-π/2 a
π/2
=ab∫cos2 θdθ
-π/2
π/2 1+cos2θ
=ab∫ ――――――dθ
-π/2 2
θ sin2θ π/2
=ab[――+――――]
2 4 -π/2
π π
=ab{(―+0)-(-―+0)}
4 4
πab
=―――
2
半楕円の面積は二重積分を使わなくても簡単に出せましたね。
重心は
_ _
x=0より、yだけを計算すればよい。
_
y=∫∫ y dxdy /M
D
x=a y=(\(\frac{b}{a}\))\(\sqrt{\quad}\)(a2-x2)
=∫ dx ∫ ydy /M
x=-a y=0
a b2
=∫ ―――(a2-x2) dx /M
-a 2a2
b2 x3 a
=――――[a2 x-――]
2a2 M 3 -a
b2 4a3
=――――・―──
2a2 M 3
4b
=──
3π
したがって、
4b
重心G(0,――)……(答)
3π