Quadratur ebener Figuren. 367 Quadratur ebener Figuren.
Hiernach ist also die Parabel einer
rein geometrischen Quadratur zugänglich,
eine Eigenschaft, welche bereits Archi
medes (287—212 v. Ohr.) gefunden hat.
Gehen wir jetzt zur Ellipse über.
Die Quadratur derselben lässt sich
leicht auf die des Kreises zurückführen.
Sei
die Gleichung der Ellipse bezogen auf
die Hauptdurchmesser. Denke man sich
über dem grossem derselben einen Kreis
Fig. 42.
errichtet (Fig. 42.), dessen Gleichung sein
wird
Zur Abscisse x mögen die Ordinaten y
der Ellipse, und y t des Kreises gehören-
Es ist dann:
d. h. jede Ordinate der Ellipse ist ^mal
so gross, als die des Kreises, oder die
elliptische Ordinate verhält sich zur
Kreisordinate wie die kleine Axe zur
grossen.
Denkt man sich nun die grosse Axe
in verschwindend kleine Theile p ge-
theilt, und durch jeden Theilpunkt eine
Ordinate gezogen, so zerfallen Kreis und
Ellipse in Figuren, die man sich als
verschwindend kleine Rechtecke denken
kann, und deren Flächeninhalt für den
Kreis /xy v , für die Ellipse /uy = ^ y l
beträgt. Da nun die Figuren degf, hkgf
sich aus solchen Rechtecken zusammen
setzen, so ergibt sich, da gleiches auch
für die Figuren fgqp, fgsr gilt:
„Der Flächeninhalt jeder von 2 Ordina
ten und der Ellipse begrenzten Figur
pqed, ist gleich - mal dem Flächeninhalte
r
des von beiden Ordinaten abgeschnittenen
Stückes des Kreises, welcher die grosse
Axe zum Durchmesser hat.“
Es ist also auch die ganze Ellipse
gleich - mal dem Flächeninhalte des
r
Kreises, und da dieser =nr 2 ist, so hat
man für den der Ellipse:
E — 7t(ir.
Bestimmen wir noch den Flächen
inhalt des Stückes hfgk. Wir setzen
so ist
hf — a, kg — b,
Sei 0 der Mittelpunkt und
of=«, og = ß,
dann ist :
defg = Sector deo-|- Adof— &eog,
e 9_ = b _
1- Q
df a
— >
also:
sin eof
sin dof =
Winkel ioe = arcsin arcsin-
„ . r* ,6 . a,
Sector oeo — — (arcsm^——arcsin—),
2 Q Q
v raa rbß
Ao°f=~, ¿\eog — -
2p’
also:
. b . a
r arc sin r arc sin —
(,> Q
+ aa ~ b ß]
und
hkfg — ^ ^arc sin — — are sin —^
+
Q
aa—bß
Die arc sin sind natürlich in Bogenmass,
also für den Radius 1 zu bestimmen.
Soll ein Segment der Ellipse berech
net werden, so ist vom Scheitelpunkt
auszugehn, also a — 0, a = r zu setzen,
und der ebengefundene Werth von hkfg
zu verdoppeln, da die Sehne zweimal die
Ellipse schneidet, man erhält: