타원 계산기

넓이
다음

타원은 원을 한 방향으로 늘려서 얻는 타원형 도형입니다. 두 개의 수로 완전히 정의됩니다. 가장 긴 절반인 장반축(a)과 가장 짧은 절반인 단반축(b)입니다. 이 두 값을 입력하면 이 계산기는 넓이, 둘레(정확한 라마누잔 근사 사용), 초점 거리 c, 그리고 타원이 얼마나 늘어났는지를 나타내는 이심률을 반환합니다. 궤도, 광학, 타원 트랙, 정원 화단, 기계 부품 등 πab를 손으로 계산하는 것보다 여기서 구하는 편이 빠른 모든 기하 문제에 유용합니다.

타원 값의 계산 방법

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    장반축(a) 입력

    가장 긴 지름 길이의 절반, 즉 중심에서 곡선 위 가장 먼 점까지의 거리입니다. 어떤 단위든 사용할 수 있으며, 넓이는 그 단위의 제곱으로, 길이는 같은 단위로 반환됩니다.

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    단반축(b) 입력

    가장 짧은 지름 길이의 절반입니다. a와 b가 같으면 타원은 그냥 원이 되고 이심률은 0으로 나옵니다.

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    결과 확인

    넓이 = πab, 둘레는 라마누잔 근사를 사용하고, 초점 거리 c = √(a² − b²), 이심률 e = c / a입니다. 입력하는 즉시 모든 값이 갱신됩니다.

공식

장반축 a(더 큰 반축)와 단반축 b(더 작은 반축)를 가진 타원은 다음 성질을 지닙니다.

  • 넓이: A = π · a · b
  • 둘레(라마누잔의 첫 번째 근사): P ≈ π · [ 3(a + b) − √((3a + b)(a + 3b)) ]
  • 초점 거리: c = √(a² − b²), 중심에서 각 초점까지의 거리
  • 이심률: e = c / a, 0(원)에서 1보다 조금 작은 값(매우 납작한 타원형)까지의 값

타원의 둘레에는 간단한 정확한 공식이 없으며, 이는 타원 적분입니다. 그래서 이 도구는 유명한 라마누잔 근사를 사용하며, 상당히 늘어난 형태에서도 정확도가 0.04%보다 우수합니다.

풀이 예시

장반축 5, 단반축 3을 택합니다(즉 a = 5, b = 3).

  • 넓이 = π × 5 × 3 = 47.1239
  • 둘레 ≈ π × [ 3(5 + 3) − √((15 + 3)(5 + 9)) ] = π × [ 24 − √252 ] ≈ 25.5270
  • 초점 거리 c = √(5² − 3²) = √16 = 4.0000
  • 이심률 e = 4 / 5 = 0.8000

참고 값

a b 넓이 둘레 초점 거리 c 이심률
5 5 78.5398 31.4159 0.0000 0.0000
5 3 47.1239 25.5270 4.0000 0.8000
6 4 75.3982 31.7309 4.4721 0.7454
10 2 62.8319 42.0112 9.7980 0.9798

피해야 할 실수

  • 전체 축이 아니라 반축입니다. 각 축에 지름의 절반을 사용하세요. 전체 너비와 높이를 입력하면 넓이가 네 배로 커집니다.
  • a가 더 커야 합니다. 초점 거리와 이심률은 더 긴 축을 기준으로 정의됩니다. 이 도구가 a와 b를 대신 정렬해 주므로 순서는 상관없습니다.
  • 원은 특수한 경우입니다. a = b일 때 초점 거리와 이심률은 모두 0입니다. 이는 올바른 결과이며 오류가 아닙니다.
  • 단위를 일관되게 유지하세요. 두 반축을 모두 센티미터로 하면 넓이는 cm², 모든 길이는 센티미터가 됩니다. 단위를 섞지 마세요.

자주 묻는 질문

장반축(a)은 타원의 가장 긴 지름의 절반이고, 단반축(b)은 가장 짧은 지름의 절반입니다. 타원형의 전체 너비와 높이를 측정했다면 각각을 2로 나눈 뒤 여기에 입력하세요.

넓이와 달리 타원의 정확한 둘레는 초등 함수로 나타낼 수 없으며, 이는 타원 적분입니다. 이 계산기는 라마누잔의 첫 번째 근사를 사용하는데, 일반적인 형태에서 정확도가 0.04%보다 우수하고 단순한 π(a + b) 추정보다 훨씬 정확합니다.

이심률은 타원이 얼마나 늘어났는지를 0에서 거의 1까지의 척도로 나타냅니다. 이심률 0은 완벽한 원이고, 1에 가까운 값은 길고 가느다란 시가 모양의 타원형을 나타냅니다. 이는 c / a, 즉 초점 거리를 장반축으로 나눈 값과 같습니다.

아니요. 입력한 숫자는 계산을 실행하기 위해서만 서버로 전송되며, 저장되거나 공유되지 않습니다. 여러 단계로 안내되는 페이지에서는 두 값이 페이지 링크에도 함께 담겨, 다음 단계가 중단된 지점에서 이어갈 수 있습니다.

관련 도구

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