§ 2. Näherungsweise und mechanische Quadratur.
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4. Beispiel: Um die Fläche der Astroide (Nr. 238):
& l ‘
x A -f- yr = a
zu berechnen, siehe Fig. 31, stellen wir die Kurve durch die
Gleichungen
a cos 3 1, y = a sin 3 1
x
mittels der Hilfsveränderlichen t dar, so daß sich für das von
t = 0 bis t = \ erstreckte Viertel der Gesamtfläche nach (2)
in Nr. 533 ergibt:
‘ft 1 — cos 41) dt
o
o
Die Gesamtfläche ist mithin gleich drei Achteln der Fläche
des Kreises vom Radius a, d. h. des Kreises durch die vier
Spitzen der Kurve. Dies folgt auch daraus, daß die Astroide
eine Hypozykloide ist (vgl. Nr. 238), und aus Nr. 241.
§ 2. Nälierungsweise und mechanische Quadratur.
535. Einschluß der Fläche zwischen zwei Werten.
Für den Fall, daß die Auswertung des Integrals, mittels dessen
ein Flächenstück zu berechnen ist, Schwierigkeiten macht, und
für den Fall, daß die Begrenzung des Flächenstückes nicht
analytisch, sondern nur zeichnerisch gegeben ist, hat man
graphische Verfahren ersonnen, die wenigstens näherungsweise
den Wert der Fläche zu bestimmen gestatten.
Einige von diesen Verfahren, die hier abgeleitet werden
sollen, beziehen sich insbesondere auf Flächenstücke, die von
der Abszissenachse, zwei Ordinaten und einer krummen Linie
umschlossen werden. In Anlehnung an diejenige Definition
der Fläche als Grenzwert einer Summe, die in Nr. 409 ge
geben wurde, beruhen sie darauf, daß die Fläche zunächst
zeichnerisch durch eine Reihe von Ordinaten in schmale Streifen
zerlegt wird. Dabei wählt man, um zu möglichst leicht aus
führbaren Konstruktionen zu kommen, alle Flächenstreifen
gleich breit.
Wenn die Kurve, die das Flächenstück einerseits begrenzt,
gegenüber der Abszissenacbse teils konvex und teils konkav ist,
18 * [534, 535