MATEMATIKEN · ELEMENTARYTORNA 2009V26 en BellDHARMA produktion | Senast uppdaterade version: 2019-03-01 · Universums Historia
innehåll
denna sida · webbSÖK äMNESORD på
denna sida Ctrl+F · sök ämnesord överallt i SAKREGISTER · förteckning över alla webbsidor
ElementarYtorna enligt relaterad matematik:
KLASSISKA ELEMENTÄRA HÄRLEDNINGSSÄTT MED INTEGRALA
EXEMPEL 2009
KUBEN-KONEN-CIRKELN-CYLINDERN-SFÄREN
Inledning ¦ Sfärytan i 5 härledningar ¦ Sfärvolymen i 4 härledningar ¦ FÖRSKJUTNINGSSATSEN
———————————————————————————————————————————
———————————————————————————————————————————
HÄRLEDNINGARNA TILL
ELLIPSERNAS PLACERINGSMATEMATIK I LINJÄRPERSPEKTIVEN 2019
PERSPEKTIVELLIPSERNA — Ellipsen
EPSonBesML ¦ Elliptic Polygonian ¦ Polygonian Arc ¦ Fractal Polygonian Arc ¦ Illustrated SUMMING CaseHISTORY 1978-2019 ¦
Sfärens Yta och Sfärens Volym
i enkla
klassiska härledningar — förf. Apr2009
Figuren ovan
beskriver sfärens volym och sfärens yta från konens
volym med grund i (den urgamla) förskjutningssatsen
— men många känner inte dessa grunder.
SFÄRYTAN och SFÄRVOLYMEN hör till
matematikens och fysikens mest framträdande och viktiga formdetaljer. Men
varken webben idag (April 2009) eller litteraturen generellt (grundskolan,
gymnasiet) verkar vara begåvad i någon mera översvallande bemärkelse med klara
och tydliga beskrivningar — av den gamla hederliga klassiska typen: ENKELHETEN,
framför allt, i härledningssätten verkar som mest tillhöra ett passerat stadium
— för runt 2 500 år sedan. Ämnet verkar i stort glömt och avsomnat; Man
hänvisar till ’kalkylen’.
Med viss koll på den äldre bibliotekslitteraturen — i svensk referens i
stort 1930-1960 — fanns, verkligen, en hel del genuina referensbeskrivningar,
men som senare tiders läroboksförfattare verkar helt ha övergivit (se
referensen i Fråga Lund
som ett [avskräckande] exempel). Resultatet (naturligtvis)
har blivit att inte ens elever på gymnasienivå längre verkar känna till ens den
enklaste klassiska härledningen till sfärens yta och volym. Biblioteken har
numera och för övrigt (sedan länge) magasinerat sina gamla läroböcker (typ
LÄROBOK I GEOMETRI, DEL I, F. Carlsson 1943/1946), och inga spår finns (heller)
längre kvar på dagens bokhyllor av dessa artefakter. I t.ex. svenska Wikipedia
(och även den engelska motsvarigheten) på artikeln Sfärens yta, Klot eller
Sfärens volym, hänvisar man (om alls) till integralkalkylen.
— I den här presentationen ges en
illustrerad generalgenomgång av speciellt de klassiska sätten att härleda
sfärens yta och volym, och vilka partier (April 2009) tydligen i övrigt är
(nära) orepresenterade på den del av webben som syns främst.
Se även specifikt i Arkimedes lösning.
För elementarkurvorna cirkel, ellips, parabel och hyperbel, se även utförliga beskrivningar och härledningar till deras
ekvationer och tangenter i CEPH-ekvationen.
Förteckning
till härledningarna:
ElementarYtorna — Bildkälla nedan: Bilder.AlltingGratis.se |
Alla härledningar till SFÄRENS YTA Sfärens Yta FRÅN cylindervolymen och konvolymen, PLANGEOMETRISKT elementärt från
förskjutningssatsen, klassisk Sfärens Yta FRÅN tyngdlinjerna och elementarytorna, klassisk Sfärens Yta FRÅN cylinderytan, YTTEKNISKT, klassisk Sfärens Yta FRÅN konvolymen och cylindern, VOLYMTEKNISKT från
förskjutningssatsen, klassisk Sfärens
Yta FRÅN integralkalkylen, analytisk (via nollformsalgebran) Alla härledningar till SFÄRENS
VOLYM Sfärens Volym FRÅN cylindervolymen och konvolymen, PLANGEOMETRISKT elementärt från
förskjutningssatsen, klassisk Sfärens Volym FRÅN konvolymen och cylindern, VOLYMTEKNISKT från
förskjutningssatsen, klassisk Sfärens
Volym FRÅN atomtriangeln med integralernas aritmetik, klassisk Sfärens
Volym FRÅN integralkalkylen, analytisk (via nollformsalgebran) |
28Apr2009¦-04-28 efter
föregående originalmanus från 2001 |M2001_1.wps|
FÖRSKJUTNINGSSATSEN
INOM DEN ELEMENTÄRA GEOMETRIN finns en
framträdande lärosats (teorem) som mer än andra grundlägger speciellt kopplingen till
fysiken. Den kallas här i relaterade termer för förskjutningssatsen, utförligt nedan, men den termen
förekommer (veterligt) inte i modern akademi — i det sammanhanget;
Termen »förskjutningssats» i modern litteratur brukar återfinnas i ämnen
som behandlar [matematiska] begrepp inom elektrofysiken. I engelskan används
motsvarande namnform ”displacement theorem”, t.ex. om begreppet rotation som
också kallas Euler’s Displacement Theorem, ref. [http://mathworld.wolfram.com/EulersDisplacementTheorem.html].
Men det finns också ”displacement theorem” som ansluter till andra
ämnen. Dock finns (här veterligt) inget ”displacement theorem” i det engelska
utbudet som ansluter till den elementära geometrin.
Den följande beskrivningen har, här veterligt (April 2009) ingen
motsvarande varken litterär eller illustrerad make i det kända utbudet. Man kan
tycka det är underligt — eftersom detaljerna är ytterst enkla, elementära och
på intet sätt komplicerade, samt att de behandlar ett ämne som varje människa
torde ha ett spontant intresse för: elementär (urgammal) matematik.
FÖRSKJUTNINGSSATSEN
inom den elementära geometrin utsäger:
Se även FÖRSKJUTNINGSSATSEN alternativt beskriven i avsnittet om Periodiska Systemet (Keplermomentets grund till periodiska systemets härledning)
Med ytan för en plantriangel given som halva
produkten av dess bas (b) och höjd (h), A=bh/2, bevaras relationerna mellan bas
och höjd oberoende av förskjutning hos basen i dess förlängda plan:
b kan ha godtycklig position var som helst i rummet
förutsatt h inte ändras
— ytan (ljusbeiga
triangeln med basen b nedan) ändras inte
Förskjutningssatsen inom den elementära
geometrin är formellt samma som triangelytan A=bh/2.
För
tillämpning inom fysiken se FÖRSKJUTNINGSSATSEN som grundval för KEPLERMOMENTET i PERIODISKA
SYSTEMET.
— Benämningen »förskjutningssatsen (inom
elementär geometri)» förekommer (veterligt) inte i modern akademi — trots att
den godtyckliga orienteringens princip i sammanhanget är grundläggande för att
förstå de enkla »klassiska» härledningarna till typ konens volym och även
sfärens volym.
— Vi studerar detta nedan.
Om b gömmer en yta, kan denna med grund i förskjutningssatsen (följaktligen) ses
på olika motsvarande godtyckliga ställen — och därmed i summa liktydigt med en
godtyckligt MOTSVARANDE basyta, till exempel den som vi återfinner i KUBEN då
den delas i sex lika delar:
Vilket vill säga: Konvolymens ekvation kan
återföras på ekvationen för en av de sex delpyramiderna i kuben:
V(CUB) = bbb = bb · 2h = 6 · V(PYR);
V(PYR) = V(CUB)/6 = bb · 2h/6 = bb · h/3 ) =
V(CON);
V(CON) = Ah/3 = b²h/3 ........................ konvolymen är basytan gånger höjden
dividerat med tre
EXEMPEL:
En
Konvolym med cirkulär basyta kan idealt klippas upp (För Cirkeln, se
även beskrivningen från Elementarytorna) via ett vertikalt (radiellt) snitt
med utvikning av delarna i ett symmetriskt par som antyds i figuren ovan.
Koncirkelns variabla omkrets s = 2pr med olika höjd över
basytan kan då likställas med motsvarande mera komprimerade pyramid (nedan) med
rektangelytan
A =
r · (s)/2
=
r · 2(s/2)/2
=
r · 2(2pr/2 ·r)/2
=
pr² ................................... rektangelytan (s/2)·r motsvarande cirkelytan
analogt med nedanstående figur,
Konen med den cirkulära basytan pr² och höjden h kan
alltså återföras på en pyramid med basytan A, höjden h och därmed volymen
V(CON) = Ah/3 ............................ ;
konens volym
På samma sätt som i Konens Volym kan också cylindern
klippas upp:
Cylinderns volym via de bägge symmetriska
utvikta delarna blir på samma sätt lika med det ihopslagna markerade
rätblockets volym (djupet = h)
V(CYL) = r(P/2) · h = r(2pr/2) · h = r · h(pr) = pr²h
Omsluter cylindern precis sfären, h=2r,
skrivs cylindervolymen
V(CYL) = 2pr³
............................ ; cylinderns volym
Sfärens Volym
Men cylinderns volym kan också klippas upp och bredas ut
på ett annat, mera kompakt sätt:
Här rullas hela cylindermantels omkretsar av
direkt, successivt från största (r) till noll, motsvarande alla inre
cylindriska skikt. Cylindervolymen bildar då, tydligen, precis 1/4 av
rätblocket med basytan (2r)² och höjden 2pr vilket ger cylindervolymen
V(CYL) = (1/4)(2r)²2pr = 2pr³
Vi ser att detta stämmer utomordentligt väl
med föregående erhållna resultat.
— Eftersom emellertid den av cylindern
inneslutna sfärvolymen måste avta mot noll i den motsvarande uppklippta utbredningen,
och därmed sluta på en motsvarande punkt, ges den i figuren ovan motsvarande
(enda möjliga) sfäriska volymkroppen av den undre delen i takformens diagonala
skärning — i förutsättning av att också sfärvolymens uppklippta utvikning
bevarar ekvivalenta inre proportioner från r till noll.
— Sfärvolymen kan då tydligen återföras på
en konvolym med en basyta 2pr · 2r och höjd r enligt
V(KON) =
V(SPH) = 2pr · 2r · r/3
=
4pr³/3 ..................... ; sfärens volym ur cylindervolymen
och konvolymen från förskjutningssatsen
Sfärens yta
VI KAN INTUITIVT direkt förstå att om
pyramidkroppen ovan representerar hela sfärvolymen och därmed varje plansnitt
parallellt med bottenplanet också utgör en bild av en mindre sfär, då bör SFÄRENS
YTA just vara bottenytan
A(SPH) =
2pr · 2r = 4pr² ............ ; sfärens
yta,
samma som omskrivna cylinderns yta
— Det finns en riktig »klassisk», mera
utförlig beskrivning som också visar att så är fallet.
Se från Sfärytan och
Cylinderytan. Se även Arkimedes lösning.
I följande delar beskrivs mera avancerade
sätt att härleda de olika elementära ytorna och volymerna, dvs., ytor och volymer
som berör figurerna/kropparna cirkel/cylinder, kon och sfär.
ELEMENTARYTORNA
2009IV6
Från Integral0.wps 1997 IX ·
2001 III | Till htm 2009 IV
Klassiska
geometrins ytbegrepp:
Genomgång av den enkla, klassiska geometrins ytbegrepp
— i ljuset av den
utvecklade integralkalkylens metoder;
En vidare syntes
— med en del
studier i aritmetiska metoder till jämförelse
För den som (händelsevis) inte hänger med i
de integrala exempel som visas i den här presentationen, se Integrala Exempel, finns ämnet
grundligt beskrivet från Nollformsalgebran och Atomtriangeln — från de allra
mest rudimentära logiska begreppen (Se INTEGRALBEGREPPET från grunden om ej
redan bekant). Därifrån finns ytterligare vidare kopplingar till Den
Högre Analysen där integralbegreppet ställs fram med
mera allmänna (universella) utförliga exempel med relaterade lösningar (Se ANALYSEXEMPEL). Läsaren bör
därmed (med dessa referenser) ha en god grund för studiet av integralkalkylens
formella sammanhang (som även proffs ibland måste friska upp i minnet, från tid
till annan) — se även de många konventionella webbkällor som (numera) finns att
studera till jämförelse (sök t.ex. på integral-, differential- och derivata-,
generellt kalkyl och analys).
— Rekommendation (vilket du säkert redan har
fattat själv): Läs bara det som för tillfället behövs: friska upp det som har
glömts genom att »slå upp det i läroboken»: Läroboken BÖR vara heltäckande,
speciellt i de viktiga grundbegreppen; Är INTE Läroboken heltäckande i grundbegreppen
har den misslyckats som Lärobok, och det är inte eleven det är fel på utan
läraren.
Cirkeln
Allmänt
Vi
sätter cirkelradien som R. Cirkelns avrullning definierar pi (p)
som förhållandet mellan omkretsen eller perimetern P
och
cirkelns diameter 2R.
P/2R = p ;
P = 2pR
............................................... ; cirkelns omkrets, p »
355/113 = 3,14 15 92.
Alla
P, noll till R, kan betraktas som ”smala remsor”. Halva rektangeln RP utfyller
alltså cirkelytan enligt
A = R·P/2 =
R·2pR/2 = pR2
.................. ; cirkelns totala
yta
På
samma sätt blir bågdelen eller båglängden s av P cirkelns sektoryta.;
Cirkelytans
mera allmänna ytekvation blir alltså från RP/2 det mera specifika
A = Rs/2 .............................................. ; cirkelns sektoryta
Vi
ser att s=2pR ger cirkelns totala yta.
Konen
Sektorn
Rs/2 formar med s sluten en kon;
— Vi
klipper ut resten ur cirkeln via två R-snitt och för ihop de bägge öppnade
snitten;
— Det
ger oss en trängre bascirkel med radien r i den kropp vi kallar för en
rät cirkulär kon;
Från originalarbeten med grundmanus från 1989 XII;
första författningen 1992 V; andra författningen 1995 XI;
tredje författningen i
BEGREPPSANALYSENS GRUNDFORMER 1996 II 22, dåvarande
svartvita illustrationer anpassade för HP Deskjet 320
Med
längden av konens bascirkel som s=2pr blir alltså konytan via sektorytan R·s/2
A = R·2pr/2
= Rpr .............................. ; konytan
Tyngdlinjen
Om vi
betraktar detta resultat på ett alternativt sätt ser vi att konytan också kan
erhållas som
A = R · 2p ·
(r/2) = R · 2p · T
............ ; konytan
T ........................................................... ; tyngdlinjens tyngdpunktscirkelradie, här T=r/2
Om vi
vrider upp R lodrätt med bibehållet T=r/2 och tillämpar sambandet R · 2pT
får vi cylinderns yta
A = 2pT·R
............................................. ; cylinderns yta, r0
= T
—
eller vilken som helst alternativ del av en kon:
A = 2pT·R
............................................. ; stympade konens yta
Vi
kan också förstå cylinderytan genom att klippa upp den och breda ut den. Den
ges då som en rektangel med cirkelns
omkrets
2pr som längd och
cylinders höjd h som bredd.
2prh
................................................... ; cylinderns yta
På
samma sätt kan den stympade konytan förstås som en utbredd cirkulär yta ur
vilken man tagit bort en inre cirkel och sedan snittat den yttre cirkelns R på
vanligt sätt för att få konformen;
alternativ
illustration,
Vi
ersätter R i 2pTR mera allmänt med s (spatium) eller alternativt
längden (l) så att vi får
A = 2pTl ............................................ ; tyngdlinjens rotationsyta
Vi
benämner s=l som tyngdlinjen och
kallar ytan A för tyngdlinjens rotationsyta. Cirkeln 2pT kallar vi för tyngdpunktscirkeln.
Som
visats i utvecklingarna ovan erhålls en rotationsyta A som produkten av
tyngdlinjens längd s=l och
tyngdpunktscirkelns
omkrets 2pT. För en rät linje med längden s=l ligger linjens
tyngdpunkt i mitten.
Tyngdpunktssatsen utsäger då att
× tyngdlinjens
längd l
×
tyngdpunktscirkelns omkrets
=
rotationsytan för l
A = 2pTl ............................................. ; tyngdlinjens rotationsyta
2pT .......................................................... ; tyngdpunktscirkeln
T .......................................................... ; tyngdpunktscirkelns radie
l = s ................................................... ; tyngdlinjens längd, ytans snittform
Motsvarande
sats gäller också för en tyngdyta.
Tyngdlinjen
motsvarar den geometriska centrumlinjen genom en tråd eller stång av homogen
sammansättning. I den praktiska fysiken måste dessutom motsvarande konstruktion
befinna sig i ett Galileiskt kraftfält
(samma tyngdacceleration överallt i rummet). I annat fall gäller inte satsen.
—
Inom den rena ideala geometrin är det just sådana, ideala begrepp om
likformighet som gäller.
—
Geometrins ”eget material” är just genomgående absolut homogent eftersom det är
materielöst. Under förutsättning att vi kan konstruera mekaniska anordningar
med hög grad av homogenitet kan också satsbilden ovan utnyttjas med motsvarande
precision i praktisk fysik; En stor del av mekaniken ägnas (alltså) åt olika
tyngdpunktsberäkningar.
HISTORIA
Historiskt
härstammar satserna om tyngdlinjer och tyngdytor (närmast) från schweizaren
Paul Guldin (1577-1643), ofta benämnda Guldins Regler i facklitteraturen.
Satserna
kan — som vi redan har sett — förstås intuitivt på enklaste sätt och också
härledas utifrån de allra enklaste av geometrins och fysikens begrepp.
Cirkelbågens tyngdpunkt
Klassiska
metoder för sfärens yta
Utan
att direkt genomföra någon summering av olika delar visas i det följande hur
SFÄRENS YTA kan bestämmas på ett förhållandevis enkelt klassiskt logiskt sätt.
Figur till härledningen av cirkelbågens tyngdpunkt.
Vinkeln j utläses ”fi” (j i Symbol). Cirkelradien OC=r.
Vi
indelar cirkeln eller en bågdel s=l av cirkeln i n ekvivalenta
delkordor BC. Varje korda motsvarar en rät tyngdlinje — tyngdpunkten på mitten — med tyngdpunkten i F.
— F
projiceras på x-axeln i G.
— Roteras FG kring x-axeln uppstår en rotationsyta för BC
—
sammanlagt för alla successivt sammanhängande BC som, då, alltmer liknar den
yta som alstras av bågdelen s
— om
BC tillåts gå mot noll obegränsat, analogt n®¥.
Vi benämner den totalytan som A.
Varje delrotationsyta som bildas av en längd BC genom rotationspinnen FG
benämns här An.
Betrakta svängarmen BC.FG:
—
Eftersom FG alltid är rätvinklig BD är trianglarna BDC och FGO likformiga.
Relationerna ger
BC/BD = FO/FG = secj
Minsta BC = Ds = s/(n®¥)
D = 1/(n®¥)
FG tyngdpunktscirkelns
radie (R)
BC tyngdlinjen
med sin tyngdpunkt i F
An = DA
= A/(n®¥)
= 2p(FG)Ds
= 2p(FG)(BC) ; rotationsytan
för en tyngdlinje BC enligt tyngdpunktssatsen
Ekvivalenterna
BC/BD = FO/FG ger (BC)(FG) = (BD)(FO). Därmed kan också An tecknas alternativt
An = 2p(BD)(FO)
Då
BC går mot noll går FO alltmer mot cirkelradien r. Med denna gränsform
insatt ges
An = 2pr(BD)
—
Med obegränsat växande n antar tydligen BD samma gränsform som då kordan
k delas obegränsat enligt
BD = Dk = k/(n®¥)
vilket
blir minsta möjliga BD.
—
Därmed har hela problemkomplexet tydligen automatiskt, självmant, fullständigt eliminerat
alla aspekter som berör ’delsummeringar av BC för att få fram en hel
motsvarande båglängd’; vi behöver tydligen inget sådant begrepp här:
An = DA = 2prDk ;
A = 2prk ; cirkelbågens rotationsyta; k=2r för
halvcirkeln
= pr2k ; max cirkulär
båglängd för rotationsyta är halva cirkeln, pr
;
SFÄRENS YTA
SFÄRYTAN
;
För
hela rotationscirkeln med max båglängd pr är k uppenbarligen lika med 2r. Därmed framträder hela sfärytan via sambandet för A = pr2k ovan enligt
k = 2r ;
A(SPH) = (pr)2(2r) ; sfärytan
A =
4pr2 SFÄRYTAN
Detta
är alldeles detsamma som den kring sfären omskrivna CYLINDERYTAN; längden 2r
och diametern 2r med omkretsen 2pr som ger
A(CYL) = (2pr)2r ; cylinderytan
= 4pr2
Sfärytan matchar exakt den omskrivna
cylinderytan.
Se även vidare i SFÄRYTAN OCH CYLINDERYTAN.
ANALOGT
ges direkt från origo med halva kordan k/2=x sfärytan
A(SPH) = (2pr)x ; sfärytan
godtyckligt från origo
—
Enligt tyngdpunktssatsen (A = 2pRl) ska det också
finnas en tyngdpunktscirkel 2pR tillsammans med hela båglängden s=l med den angivna totalytan A
= 2pRl.
Likheterna
ger
A = 2prk = 2pRl ;
rk = Rl ;
R = l–1kr ...................... ; cirkelbågens tyngdpunkt från origo via kordan k och
båglängden l
R avståndet
från origo
l båglängden (även s)
k kordans längd
r cirkelns radie
k beräknas från given båglängd
s i PREFIXxSIN enligt
k = 2r cos s/2r
[Man
har s/r = a, a i radianer; k/2 = b, b/r = cos a/2; b = r · cos a/2; k =
2r cos a/2 = 2r cos s/2r].
Med
indelningen av cirkeln i ett helt antal sektorer n blir s = 2pr/n. Man får då den behändiga
formen
k = 2r cos (2pr/n)/2r = 2r
· cos p/n
;
s = 2r · acos(k/2r) = l ;
R
= kr/[2r · acos(k/2r)] ;
R = k/2[acos(k/2r)] ;
cirkelbågens tyngdpunkt från origo via kordan k och radien
r, obs acos i radianer i PREFIXxSIN
;
R
= s–1(2r cos s/2r)r
;
R = s–12r2cos(s/2r) ...... ;
cirkelbågens tyngdpunkt från origo via båglängden s
;
Med
radianvinkeln s/r = a = A°(p/180) som alternativ till båglängden s=l
ges
R =
(a/r)2r2cos(a/2) ;
R = a·cos(a/2)·2r
.......... ; cirkelbågens tyngdpunkt från origo via radianvinkeln a = A°(p/180)
= (A°·180/p)·cos[A°(p/360)]·2r via
gradvinkeln A° = a(180/p)
Med
k=2r betraktar vi halvcirkeln med båglängden s=pr;
— Tyngdpunkten för halvcirkeln skulle då bli
R
= l–1kr = (1/pr)2r·r
= r(2/p) .................... ; halvcirkelbågens
tyngdpunkt från origo
= r(0,6366197)
För
sfärytan gäller halva cirkelbågen som rotationsytans båglinje l=pr;
— Med
tyngdpunktens avstånd från origo för tyngdlinjen (l) som R=r(2/p) ges tydligen också sfärytan via sambandet för A ovan enligt
A
= 2pRl = 2p(2r/p)(pr) = 4pr2, vilket vi ser stämmer alldeles utomordentligt med föregående
resultat.
SFÄRYTAN OCH CYLINDERYTAN
Se
även från Förskjutningssatsen
I detta klassiska
exempel visas hur både sfärytan och cylinderytan framträder med hjälp av endast
en elementär perceptiv analys och med kännedom om att sfären också kan förstås
som »den allmänna rundeln» för cirkelns enkla grundsamband.
Om vi
från sfärens mittcirkel (vertikalen) breder ut sfärytan via omkretsen av dess storcirklar
bildas tydligen en cylinderyta:
Varje
kvartscirkel från vertikalnollan ( | ) får längden (2pr)/4 = pr/2. Men i denna
cylinder finns bara en enda sfärcirkel som exakt avbildar sfärytan. Nämligen
just den som förenar cylinder och sfär, alltså cirkeln för vertikalnollan. De
övriga cirklarna överför sfärytan förstorat på cylindern med just beloppet p/2.
Vi studerar detta mera ingående.
— Vi
kan se anledningen till vrängningen enklare om vi tittar in i cylindern från
sidan, figuren ovan. För avbildningen av två storcirklar från sfären mot
cylindern bryts nodpunkten i mitten på sfären tvunget upp och breds ut mellan
motsvarande parallella linjer på cylinderytan. Detta vränger alltså
sfärytans avbildning sett med cylinderns begrepp. Minsta avståndet
(”vrängvinkeln”) mellan två sådana storcirklar motsvarar tydligen en cirkel som
gränsvärdet för en oändligt smal sfärisk sektoryta: sfärens ändpunkt som en
motsvarande utbredd cylinderomkrets.
— Om
vi prövar sammanhangen, kan vrängningen uppenbarligen främst återföras på den
faktor p/2 som sfärcirklarna förstoras med vid utbredningen.
—
Trycker vi konsekvensmässigt ihop (dividerar längden av) cylindern med beloppet
p/2 bör alltså proportionerna återställas, såvitt korrekt
uppfattat. Avbildningen från sfär till cylinder skulle därmed bli exakt;
Förstorade cylinderytans undre halva med 2
par kvadrater (pr/2)2
— Om
vi alltså till prövning, figuren ovan, breder ut cylinderytan på den förstorade
formen uppåt/neråt i det ursprungliga figurbegreppet får vi från origo och med
vertikalnollan som symmetrilinje två halvor till höger och två till vänster i
sfärens nedre del. På samma sätt ges i övre delen en spegelmake. Därmed inalles
åtta delar (pr/2)2 för
hela den förstorade cylinderytan: fyra i undre halvan (figuren ovan) och fyra i
övre halvan.
— Med
resonemanget ovan skulle vi då få den verkliga sfärytan
A = (pr/2)2 · 8 · (p/2)–1 = 4pr2 ............. ; sfärytan, omskrivna cylinderytan
Och,
som vi ser, stämmer detta alldeles utomordentligt med föregående resultat.
|
|
Ytprojektionen … från sidan |
… motsvaras alltså av cirkulära vertikalprojektionen (cylinderprojektionen) framifrån, eller ovanifrån |
Räknar
vi direkt på den komprimerade formen via cylinderns yta, radien r och
bredden 2r får vi analogt
A = 2pr · 2r = 4pr2 ............................. ; sfärytan, omskrivna cylinderytan
Och som
vi ser är detta alldeles samma resultat som i föregående utvecklingar.
Se
även mera utförligt ytterligare »klassiska sätt» sätt för sfärytan
från Elementarytorna, samt särskilt Sfärytan
från Förskjutningssatsen.
Sfären
och Cylindern genom Förskjutningssatsen:
SFÄRYTAN GENOM FÖRSKJUTNINGSSATSEN
KONENS
BASYTA FÖRENAR SFÄREN MED CYLINDERN GENOM FÖRSKJUTNINGSSATSEN
OCH
DEFINIERAR SAMTIDIGT SFÄRENS VOLYM FRÅN CYLINDERNS VOLYM
Ytterligare »enkla
klassiska sätt» att härleda sfärytan visas i följande genomgång — där samtidigt
sambandet för sfärens volym överraskande kommer fram som bonus från sfärytans
samband.
KUBEN
har sex sidor i tre motsatta par; Volymen är bredden (x) gånger höjden (y)
gånger djupet (z), alla samma (b) enligt
V = xyz
= b3 ; kubens volym
Var
och en av de sex sidorna bildar en pyramid med volymen
V = b3/6 ; kubpyramidens volym
Pyramidhöjden (h) kan skrivas som b/2 vilket med basytan
b2 ger
= b2·2h/6
= b2h/3
= Ah/3 ; pyramidens volym
Oavsett
positionen för basytan b i triangeln med höjden h bevaras en och
samma triangelyta A=bh/2. Se beviset i FÖRSKJUTNINGSSATSEN om ej redan bekant.
—
Eftersom b tydligen DELS är förmögen att gömma basytor av godtycklig
form, och att b DELS via förskjutningssatsen också kan vara fragmenterad
eller utspridd på godtyckliga ställen med godtycklig uppdelning, och därmed i
omvänd mening också sammansatt på basytor av godtycklig form, fortfarande med
giltigheten i förskjutningssatsen, är det tydligt att det helt enkla sambandet
för pyramidens volym kan återföras direkt på förskjutningssatsen via basytan
som en allmän form för konens volym enligt
V = Ah/3 ; konens volym
—
Konens basyta kan tydligen ha vilken som helt godtyckliga plana figurform.
Vi
studerar hur detta resultat leder fram till sfärytan och sfärvolymen och deras
samhörighet med cylindern.
Sfärytan, Cylinderytan, Sfärvolymen och Cylindervolymen:
SFÄRYTAN och CYLINDERYTAN,
SFÄRVOLYMEN och CYLINDERVOLYMEN
Med konvolymens
klassiska innebörd klarlagd, framträder elementarytorna på än vidare (mera
avancerade) enkla klassiskt logiska sätt. Konvolymens klarläggande leder dels
vidare till ytterligare sätt för sfärytans härledning och dels till sfärens
volym som därmed framträder som kanske den klassiska logikens allra enklaste
härledning för just sfärvolymens del — retoriskt såväl som algebraiskt. Vi
studerar hur.
Med
sfärytans minsta möjliga LIKFORMIGA plana principalform genom uppdelning i ett
obegränsat antal delytor
DA(SPH) = A(SPH)/(n®¥)
lika
med cylinderytans minsta möjliga LIKFORMIGA plana principalform genom samma
typuppdelning i ett obegränsat antal delytor
DA(CYL) = A(CYL)/(n®¥)
ges
tydligen sfärens koniska principalvolym enligt
DV(SPH) = DA(SPH)h/3
och
cylinderns koniska principalvolym enligt
DV(CYL) = DA(CYL)h/3
;
— Med
principiellt likadana principalkonbasytor för DA(CYL) och DA(SPH) kan därmed, tydligen, sfärytan överföras identiskt
på den omskrivna cylinderytan genom förskjutningssatsen enligt
DA(SPH)h/3 =
DA(CYL)h/3 ;
A(SPH) = A(CYL)
; sfärytan är identisk med omskrivna
cylinderytan genom förskjutningssatsen
4pr2 = 2pr·2r; ;
sfärytan
och cylinderytan
—
Därmed framgår också att
sfärens volym är cylinderns volym minus de
bägge kompakta ändkonerna
enligt
V(SPH) =
2r(pr2) – 2[V(CON)]
= 2r(pr2) – 2[(pr2)·r/3]
= 2rpr2 – 2pr2r/3
= 2pr3 – 2pr3/3
= 6pr3/3 – 2pr3/3
= 4pr3/3 ; sfärens volym
Sfärvolymerna
i sammanställning:
SFÄRVOLYMERNA I SAMMANSTÄLLNING
Fingranskning
av projektionstriangeln för sfären mot omskrivna cylindern gör att man ur de
ovan beskrivna detaljerna också kan härleda
volymen för sfäriska zonen [p(r2x – x3/3)],
volymen för sfäriska
sektorn [2pr2h/3]
och
volymen för sfäriska
kalotten eller
segmentet [ph2(r–h/3)] [h anger kalotthöjden].
SFÄREN
OCH KONEN GENOM INTEGRALKALKYLEN
Artiklarna
nedan beskriver hur sfärvolymen, sfärytan, konvolymen och konytan kan hanteras
i integralkalkylen.
För
den om är obekant med integralkalkylens grunder, se utförligt från ATOMTRIANGELN och NOLLFORMSALGEBRAN.
Sfärvolymen
via integralkalkylen:
SFÄRVOLYMEN VIA INTEGRALKALKYLEN
Sfärens
volym via integralkalkylen
Sfärens
differentialvolym dV kan skrivas som vertikalcirkelns yta, py2, multiplicerat med positionen dx för x-värdet (skivans
tjocklek).
y avtar från ymax= r till 0 vid x=r.
—
Ekvationen för y är ekvationen för den storcirkel vi ser (rakt
framifrån) av sfären enligt y=Ör2–x2.
—
Vi får alltså differentialekvationen
dV = py2 dx
= p(r2–x2) dx ;
Integralen ger
V = p ò (r2–x2) dx = p (r2 ò dx – ò x2 dx)
Vi
ser att bägge integralerna i HL kan återföras på exponentialintegralen
ò (P)Dn(P) dx = (P)n+1/(n+1) ....................... exponentialintegralen
(från
omvändningen av exponentialderivatan).
—
Således den integrala lösningen
a
V = p [r2x – x3/3]
b
Vi
ser också att denna integral är av bestämd (definit) typ (Se Bestämda
och Obestämda integraler). Den är alltså direkt beräkningsbar från noll
utan vidare.
—
Vi går enklaste vägen och väljer att tillämpa integralen i intervallet från
origo fram till x=r. Detta ger volymen för halva klotet. Vi
multiplicerar sedan resultatet med 2.
V = p [r2r – r3/3]
= pr3[1 – 1/3]
= 2pr3/3
Totala
sfärvolymen blir alltså med denna lösning
V = 4pr3/3 ........................................... sfärens volym
Och
som vi ser är detta alldeles samma resultat som i föregående utvecklingar.
Se
även Sfärytan
via Integralkalkylen.
Sfärytan
via integralkalkylen:
SFÄRYTAN GENOM INTEGRALKALKYLEN
Nedan följer till jämförelse
sfärytan från integralkalkylen.
Sfärens
yta via integralkalkylen
I integralkalkylen finner vi
samma resultat. Vi sätter s som del av storcirkelns båglängd. Sfärens
differentialyta dA kan då skrivas som omkretsen hos den variabla
vertikalcirkeln, 2py, multiplicerat
med båglängdens differential ds. Den variabla radien y har vi i PREFIXxSIN genom
y = r · sina
där
r är sfärradien. a betecknar här vinkeln i radianer med
vinkelnollan i y-axeln. a växer alltså från noll då x gör
det. Radianvinkeln a är den inneslutna bågdelen s dividerat med r
så att vi får a=s/r. Men för att kunna integrera på a
måste vi först genomföra en differentialtransformation. Vi får denna enligt
da/ds = Dn a = Dn s/r = 1/r
; ds = r da.
Vi
insätter detta i differentialekvationen dA = 2py ds tillsammans med y-formen
ovan och får då
dA = 2p · r · sina · r da ; integrationen
ger
A = 2pr2 ò sin a da = 2pr2[cos a]
Nu
är cosa = x/r i den utvalda del som integrationens intervall
avser (bågen s). Detta ger oss
A = 2pr2[x/r] = 2pr[x]
Denna
integralform är bestämd direkt eftersom den ger 0 om x är noll. Med x=r
får vi halva sfärytan. Totala sfärytan blir alltså dubbla denna. Därmed
A = 4pr2 ............................. sfärytan,
omskrivna cylinderytan
Och
som vi ser är detta alldeles samma resultat som i föregående utvecklingar.
KONEN GENOM INTEGRALKALKYLEN
Konens volym genom
integralkalkylen
R/h
= k = y/x ;
y = kx ;
dV
= A dx = py2 dx = p(kx)2 dx
= pk2x2 dx ;
V = pk2 ò x2 dx ; integration
genom exponentialintegralen ger
= pk2 x3/3 ;
direkt bestämd integral,
x
från 0 till h
ger med insättningen av R/h för k resultatet
= pR2/h2
h3/3
= pR2 h/3 .......................................... ; konens
volym
= Ah/3
vilket
vi ser är samma resultat som i den enkla klassiska härledningen till konens volym.
Konens yta genom
integralkalkylen
I DET FATALA CYLINDERFELET visas hur man genom en
felaktig förmodan (genom [multipla] dubbelfel) ändå hamnar i rätt slutresultat.
Tillämpas samma cylinderfel på konen ges emellertid direkt ett felaktigt
resultat (vidare i slutet). Det är enkelt att förbise det kritiska
differentialvalet — som lekman är det lätt att använda cylindrar som percept
för allt möjligt, men det är inte alltid samma som det klokaste valet. Korrekt
sätt är i konytans fall att relatera konmantelytans differential till hyposidan
(s), inte till utsträckningen utmed x-axeln.
—
Man får
R/(s)
= k = y/s ;
y = ks ;
dA
= P ds = 2py ds = 2pk s ds ;
A = 2pk ò s ds ; integration
genom exponentialintegralen ger
= 2pk s2/2 ;
direkt bestämd integral
= pk s2 ;
Med
s från 0 till hela mantelsidan (s) ges med insättningen av R/(s)
för k resultatet
= pR/(s) (s)2
= pR(s)
................................................. ; konens mantelyta
A = pRÖ R2+h2
vilket
vi ser är samma resultat som i den enkla klassiska härledningen till konens yta.
OM
vi här, felaktigt hade satt mantelytans differential till dA=Pdx skulle
slutresultatet med y=kx ha blivit det felaktiga V=pRh.
HUR
EN FELAKTIG ANSATS FÖR SFÄRYTANS HÄRLEDNING LEDER TILL ETT KORREKT RESULTAT
DET FATALA CYLINDERFELET
DEN
FÖRMODADE SFÄRYTAN GENOM CYLINDRAR
Från M2001_1.wps s53
Ansats
(den är felaktig, se vidare nedan):
Vi sätter
a
antalet cylindrar plus en
n
räknare från 1 till a–1
d
= r/a, varje cylinders
bredd
An = 2p yn d, the n:th cylinder-area
yn = Ö r2–(nd)2 = Ö r2–(nr/a)2 = r Ö 1–(n/a)2
radien
hos varje individuell cylinder
Ytan för den n:te cylindern blir då
An = 2prd Ö 1–(n/a)2 = 2pr2(Ö a2–n2)/a2
Summan av alla a–1 cylindrar kan då skrivas
via serien
2prd[ Ö 1–(1/a)2 + Ö 1–(2/a)2 + Ö 1–(3/a)2 + … + Ö 1–([a–1]/a)2 ]
EN OINITIERAD PERSON kommer (med största
sannolikhet) att resonera så (frestad av uppenbarligheten i de första termerna
när a är ett stort tal):
— Om a är stort, blir talen 1, 2, 3, 4, … n
försumbara jämfört med a och varje rot erhåller då ett värde lika med 1.
Med generatorn (a®¥) som utsäger att a växer obegränsat,
vilket betyder att d blir r/(a®¥), kommer vi fram till att
2prd
[ 1 + 1 + 1 + … ] = 2pr · (r/[a®¥])[ [a®¥] ] = 2pr2
(Vi skulle få samma resultat genom att direkt
referera seriesumman som a).
(Uppställningen ovan ger via differentialbegreppet
i MÄSTARLOGIKENS
HUVUDSATS endast ett resulterande 2p·dr med d=1/¥).
Därmed för hela sfären 2 × 2pr2
ASPH = 4pr2 ......................... ; sfärytan, samma som omskrivna
cylinderytan
HÄRLEDNINGEN ÄR INTE KORREKT
— även fast svaret är det.
Se SFÄRYTAN
GENOM INTEGRALKALKYLEN.
— Vad gör vi för fel?
— Rotserien Ö1–(n/a)2 är frestande för att låta oss
begå det fatala
felet:
— Det är först och främst absolut uppenbart att
”de första” oräkneliga termerna blir praktiskt taget samma som 1 om a
är mycket större än n.
— Vad man (som lekman) DÄREMOT INTE ser (enkelt)
är att slutdelen
i serien är långt från 1.
— Vår förmodan att seriesumman ovan dividerad med a
skulle ha en gränsform lika med
1
visar i själva verket en gränsform lika med
0,7853981…
Se tabelluppställningen längre ner i HUR ROTSERIENS
SUMMA BERÄKNAS.
— Det betyder att hela slutsatsresonemanget ovan
är direkt felaktigt.
— Vilket vill säga, seriesummans gränsform är lika
med p/4=0,7853981…, inte 1:
— Serien kan inte användas alls överhuvudtaget för
det åsyftade ändamålet.
— Eller mera korrekt uttryckt:
ansatsen med cylinderindelningen är fatal i strävan att
söka sfärytan
Vi
kan se logiken i det också genom att cylinderbredden i själva verket aldrig har
något samröre med sfärens yta
Cylindrarna vidrör aldrig sfärytan, som istället ges via kordor
(stympade koner).
HUR ROTSERIENS SUMMA BERÄKNAS I BORLANDS PASCAL
(Delphi)
Summering av rotserien Ö1–(n/a)2
över a med växande n utförs i Borlands Pascal som följer (R real,
A&M longint, Code integer, S string):
Val(Edit1.Text,A,Code); R:= 0;
for N:= 1 to A-1 do
begin
R:= R + Sqrt(1-Sqr(N/A));
end;
R:= R/A; S:= FloatToStr(R); ClipBoard.AsText:= S;
Värdet på a tas från en EditBox (kopplat
till t.ex. FormClick). Efter avslutad summerande for-loop, divideras resultatet
med a och transformeras sedan för presentation. Här skickas resultatet
till Urklipp och kan sedan importeras (hit) till Ordbehandlingsprogrammet eller
Anteckningar med det enkla Ctrl+V.
Den följande tabellen visar resultaten med olika a-värden
till jämförelse:
a summan/a
(direkt från Urklipp)
5 0,659262207220308
101 0,726129581561509
102 0,780104257944913
103 0,784888866729489
104 0,78534786939781
105 0,785393154196754
106 0,785397663385993
…
p/4 = 0,7853981…
Borlands Pascal
DATORVÄRLDENS
I SÄRKLASS MEST REVOLUTIONERANDE ProgramProgram — det är ett masterprogram som
kan användas för att skapa Dator(Windows)Program — visade sig med lanseringen
av Borlands DELPHI 1 (1995). Det kom som en (befriande) våg som sköljde över
hela planeten.
Mot senare delen av 1990-talet gavs DELPHI
1 (versionen baserad på 16 bitars CPU) ut gratis av (flera) datortidningar
(PC&Mac 4/97), totalt med hela den omfattande DelphiHjälpen — inkluderat
utförliga referenser till Windows API (Windows Application
Programming Interface) — samt några år senare (PC FÖR ALLA 5-2000) även DELPHI
4 (versionen baserad på 32 bitars CPU). Med den förlösande utgåvan kunde man
plötsligt skriva egna, ytterst stabila, Windowsprogram med rasande finess och
enkelhet (och många kom också att utveckla sina grundläggande
datorprogrammeringskunskaper på den vägen).
Dessa
(gratis) äldre (utgångna) versioner av Delphi är så mycket mer anmärkningsvärda
eftersom de innefattar Borlands Assembler; Därmed ligger vägen öppen för den
som vill att göra i stort sett allt som kan göras på en dator (med
assemblerspråkets detaljer innefattat vilket i princip bara betyder att man
använder den gamla DOS-skolans Assemblerlitteratur, se exv. USING ASSEMBLY
LANGUAGE 3rd Edition, Allen L. Wyatt, QUE 1995). Kort sagt: i Delphi 1/4
finns allt man behöver för att utveckla precis vad som helst som alls KAN
utvecklas på en dator, dessutom med maximal (via assemblerdelen, en garanterad)
snabbhet.
Vilka
VERKLIGT ANVÄNDBARA ELEMENTÄRA DATORORIENTERADE utvecklingsverktyg erbjuds
GRATIS på Webben idag?
Efter
en kort genomgång på webben (Maj 2009) visar sig emellertid en deprimerande
resultatlista — för den som vill testa olika motsvarande masterprogram:
DELPHI med Borlands Pascal
och Turbo Assembler: Delphi 1/4 finns (här veterligt) INTE längre att få tag på i någon
gratisversion;
(Q)BASIC med Visual
Basic (och liknande): Flera (många) (Visual) Basic-versioner finns GRATIS på webben idag
(Maj 2009) — men det är inte lätt att få veta om ens avgörande funktioner finns
med; EXEMPEL: Jämför t.ex. Microsoft Corporation med Office 2000; Där finns
visserligen Visual Basic version 6 (VB6) med — men kommandohjälpen är så dålig,
och dokumentationen så utspridd att det inte ens går att få fram det tidigare
QBasic-kommandot för att rita ut bildpixels (PSET): PSET-kommandot finns inte i
repertoaren, omnämns inte i hjälpen — men PSET-funktionen omnämns på webben i
olika diskussionsforum där VB6 diskuteras. VAR finns alltså PSET i VB6?
—
En nybörjare som (t.ex.) kommer över VB6 via Office 2000 — mitt exempel — har
ALLTSÅ inte ens en rimlig chans att komma någonvart i en enkel elementär
datorbaserad bildkunskap. Hur (då) andra personer kan påstå att (t.ex.) PSET
skulle finnas på deras versioner, är här helt okänt; Det indikerar bara
ett (mycket) depraverat allmäntillstånd.
Övriga programKompilerande
program: Att
(t.ex.) försöka få fatt på ett GRATIS C++-kompilerande masterprogram som
garanterat INTE försöker pracka på ”nybörjaren” runt 50 olika demoVideos på 20
minuter vardera (med i vissa fall så grovt amerikaniserade dialekter hos
inspicienten att det stundtals är svårt att höra vad som sägs) och som slutar
med att nybörjaren lärt sig att skriva ut ”Hello World” på bildskärmen, eller
LÄGGA BESLAG PÅ ALLT MÖJLIGT PÅ MITT SKRIVBORD OCH INFÖRA ÄNDRINGAR JAG INTE
VILL HA, verkar vara en direkt omöjlighet (Maj 2009). Med den hastigheten
gäller typ nästa istid innan vi kommer fram till motsvarande för PSET:
elementär datorstödd bildbehandling. DELPHI skulle klara saken (lätt som en plätt,
dessutom), men den programformen tillsammans med den omfattande Windows API-dokumentationen finns som
sagt inte längre tillgänglig — i någon gratis upplaga. Fullversioner av Delphi
är f.ö. definitivt inte billiga; från 400 till 4000 dollar (Maj 2009) — och då
vet vi (här) inte vad de innehåller (om språket ens är begripligt för en
nybörjare).
En sak att lägga märke till (som allmän
referens): Ännu 2009 finns inte en enda webbläsare som klarar av att visa
original från en traditionell ordbehandlare utan att förvanska den typografiska
metriken, på ett eller annat sätt (Se exempel från Webbtest) — trots (extremt) dyra utvecklingsprogram, från
Borland och andra.
SFÄRENS
YTA OCH VOLYM — grundform
ARKIMEDES LÖSNING
Se
även föregående i SAMHÖRIGHETEN
MELLAN SFÄR OCH CYLINDER
Föregående
beskrivningar av hur samhörigheten mellan sfären och dess omskrivna cylinder
kan förstås, har en mera elegant allmän matematisk lösning känd som ARKIMEDES
LÖSNING;
Lösningen
som gavs av Arkimedes (Grekisk matematiker och filosof, 287-212 f.Kr.,
@INTERNET Wikipedia Arkimedes 2009-04-30) omtalas bl.a. i webbkällan
http://www.maths.lth.se/query/answers/q200410.html#20041007095326
LUNDS
UNIVERSITET — Fråga Lund om matematik, Frågor och svar oktober 2004 ¦2004,
2009-04-30¦
En gymnasielärare vill veta råd för sina elever i någon
’enkel härledning’ till sfärens volym …
— Arkimedes
lösning bygger helt enkelt på
iakttagelsen att samhörigheten sfär-cylinder-kon i själva verket automatiskt
innefattas i Pythagoras
sats: ett snitt genom
sfären-cylindern med den symmetriskt delade konkroppen innefattad (ljusa
triangeln i figuren nedan) visar att cirkelytan, sfärens kalottcirkel [px2], och konens
avgränsande ringyta [p(r2 – y2)] i själva
verket är identiska ytor via Pythagoras
sats x2 = r2
– y2 enligt
A(CRLSPH) = px2 = p(r2 – y2)
= A(RINCON)
;
Dubbelkonen
(endast halva utritad nederst) i mitten på kroppen sfär-cylinder, figuren
nedan, överför y-snittvärdet symmetriskt på x-axeln så att
konringens yta blir identisk med sfärkalottens snittcirkelyta via Pythagoras
sats.
Arkimedes
lösning till sfärens yta och volym.
—
Genom att ytorna är identiska (de snedstrecksmarkerade delarna i ovanstående figur)
och därmed den urholkade konkroppens snittyta tydligen kan överföras identiskt
på sfärkalottens snittyta — och därmed dess variation från noll till max — är
det tydligt att också volymerna blir identiska.
—
Därmed bevisade Arkimedes samhörigheten mellan sfären och dess omskrivna
cylinder med den inskrivna dubbelkonen. Se Sfärens
Volym FRÅN konvolymen och cylindern.
—
TYVÄRR finns inte denna (gamla klassiskt eleganta) elementära geometri
beskriven i någon översvallande allmän litteratur: exemplet ovan från Lund visar i stort sett att ämnets kännedom är ett område
förbehållet fåtalet.
Editor2009IV30 ¦ 2019II23
Ellipsen: Nov1979 ¦ 25Feb2019 ¦ — Se även Förteckning
över Ellipsartiklar i Universums Historia -Feb2019
ELLIPSEN I UNIVERSUMS HISTORIA
Allmänna EllipsBeteckningar — med trigonometrins sinus axel som x-axeln enligt PREFIXxSIN:
— Konventionellt används x-axeln som cosinus, vilket
TermFörkrångligar de annars helt enkla sammanhängande
SinCosTanSecCscCotSiniCosiTani-relationerna.
— En gång fattat: byt ut konv. sin mot cos och vice versa
för att få xSINprefixet. Inget annat. Se mera utförligt förklaring i
prefixlänken, om ej redan bekant.
ELLIPSEN I UNIVERSUMS HISTORIA
acHärledningen: Tabell3
E =
Sd/Md = cosE° = cosEA = s/R = S/M ;
e =
Cf/Md = sinE° = f/R ;
f =
Cf = Mde = Re ;
————————————————————
E =
Xe/Xc ;
Xc² =
R² – y² ;
Xe² =
Xc²E² ;
a² =
Xe² + (y – f)²
=
Xe² + y² – 2fy + f²
=
Xe² + y² – 2Rey + R²e² ;
Xe² =
(R²–y²) – (R²–y²)e²
=
R² – y² – R²e² + y²e²
a² =
R² – y² – R²e² + y²e² + y² –
2Rey + R²e²
=
R² + y²e² – 2Rey
=
R² – 2Rye + y²e²
=
(R – ye)² ;
y = (R — a)/e.
Summan av fokaldistanserna
a och c från en punkt P på ellipsbågen är konstant och lika med ellipsens
storaxel 2R.
— Ellipsvinkelns E°-diagonal AC=Ø=2R genom ellipsens
omskrivna bildningscirkel tecknar alltid en normalpunkt B
för punkten B på ellipsbågen
mot vertikalaxelns y-värde vid D så, att normalskärningen AC¦DB delar
cirkeldiagonalen 2R i fokaldistanserna a och c.
Diagonalnormalen
DB glider på diagonalen AC med ändringen i y-värde från ellipspunkten B och
delar, så, AC i fokaldistanserna a=BA och c(inteUtmärkt)=BC som, så, summerar AC=2R.
Härledningen i figuren gäller explicit för a — men kan ses direkt också för c
genom teckenändring i de givna sambanden: sätt y+f respektive R+ye för den
återstående c-delen: Summan av a och c ger konstant 2R.
Samma resultatbild ges för Ellipsen i PERCEPTIONSANALYSEN
DandelinSfärerna, från G.
P. Dandelin 1794-1847,
efter uppslag från en äldre
LÄROBOK I GEOMETRI, Del 1, F. Carlsson 1943/1946
men på helt andra härledningsgrunder. Se även (2008) Webbreferenser
särskilt ang. de koniska sektionerna.
ELLIPSGEOMETRINS MATEMATIK är utomordentligt omfattande med
flera (många) olika tillämpningsområden. Vart och ett av dessa har (oftast)
särskilda beteckningssätt. Och slutsumman i den turistbroschyren betyder
(oftast) att helhetsbilden över ”ellipsens geometri” har en tendens att göra ellipskomplexet
diffust: svårnavigerat, svåröverskådligt.
FÖR
UNIVERSUMS HISTORIAs del är den här framställningen tänkt att försöka reducera
den kryptiken genom en någotsånär översiktlig kartbild.
I den här framställningen ljus kan ovanstående ALLMÄNNA
ELLIPSBETECKNINGAR
användas som — eller är tänkt att kunna användas som — en »Ellipsgeometrins
Portal»:
— Grundbeteckningarna ges här — med projektionssättet
som visar hur ellipsen framträder från cirkelvridning kring
cirkeldiagonalen via ellipsvinkeln (EA=E°).
Beteckningssätten
1979-2019
Beteckningssätten här är delvisa hybrider mellan beteckningar
som använts från början (1978+) med en löpande tendens att försöka förenkla termfloderna
för bättre översikt i ellipskomplexets många olika sambandsformer. Figurerna
här syftar att samla de olika beteckningssätten.
— Ellipsens halva storaxel (Md,
»MajorDistance», eller från planeternas omlopp MeanDistance) med halva
lillaxelns »SmallerDistance» (Semi[Halv-]Dist.), Sd, var de första som användes
i den här historien ljus. Andra mera termenkla beteckningar ersätter dessa
stundtals, här som resp. R och s. Beteckningarna för Perifokus (Pf) och
Apofokus (Af) tecknas här också enklare med resp P och A med centrum-till-fokus
(Cf) som f.
Åsyftningen med
beteckningssätten har hela tiden varit en ASSOCIATIV koppling mellan term och
form — vars lämplighet oftast inte framträder förrän efter lång tids prövande
användning.
Förteckning, EllipsArtiklarna i UH:
Förteckning
över elliptiska tillämpningar och beskrivningar i Universums Historia -Feb2019
• TRIGONOMETRINS
GRUNDBEGREPP — hur Ellipsen
framträder »direkt från Köket»;
• Ellipsens
omkrets — polygonserie med
kalkylkort;
• CEPH-ekvationen — CirkelEllipsParabelHyperbel beskrivs ¦ basic;
• PERCEPTIONSANALYSEN — alternativ CEPH-genomgång ¦ basic;
• Ellipsens
reflektivitet — ellipsens optiska
egenskaper;
• KEPLERELLIPSERNA — beskrivning i samband med Solsystemets
omloppskroppar;
• PERSPEKTIVELLIPSERNA — ellipserna i den linjära
perspektivgeometrin;
• Som ovan med härledningar
EPSbesOnML i det här dokumentet;
• EllipsProjektionerna — inledande EPSbasic grundsamband till ovan;
• EKVATIONSTABLÅER till
ellipsgeometrins matematik — särskilt tillägg Feb2019:
Tab4: 90
ellipsekvationer
Tab5: 36 ellipsekvationer
TILLÄGGSAVSNITT Feb2019
PEPSIHPG — Se även ELLIPSEN med grundbeteckningar om ej redan bekant
UNICODE-BLOCK 16Feb2019
Härledningarna till PERSPEKTIVELLIPSERNA I HPG
— Matermatiken3D
EPSbasic ¦ EpsPJM ¦ ElliPole ¦ PARC ¦ FractPARC ¦ EPSonBesML ¦
—————————————————————————————
Illustrerad SUMMERANDE
UTVECKLINGSHISTORIA: 1978-2019
ALL djuprelaterad MATEMATISK
GEOMETRI — exakt härledningsbar — är utomordentligt omfattande,
utrymmeskrävande och exceptionellt RIK på STRUKTURER. Här ges en del tidiga
exempel ur författarens arkiv (ca 1980-1990) med de nödvändiga utvecklingar som
ledde fram till perspektivgeometrins matematik. Ämnesområdet här gäller främst
CIRKLARNA i linjärperspektiven.
Vi studerar först grundformerna EPSbasic
¦ EpsPJM, och går sedan på huvudmålet EPSonBesML.
PLANPROJEKTIONERNA
Grundsamband — cirkelns
planprojektion med omskriven kvadrat
ELLIPSAXLARNA Sd/Md=E KÄNDA:
————————————————
Md Sd M :
Sd/Md=E ;
————————————————
a = Md√ 1 – sin2M(1–
E2) ; sambandet
beror av efterföljande utvecklingar:
————————————————
tanΔ = (1 – E2)/(TanM + E2/TanM) ;
tanD = E/tanPAX = E2/tanM ;
tanPAX = tanM/E
â = Md√ [1 + (E2/tanM)2]/[1 + (E/tanM)2]
sinΔ = a/â ;
Md Sd M :
————————————————
Vi bestämmer vinkelvärdena:
————————————————
UTVECKLINGARNA för beräkningen av a:
—————————————————
E = Sd/Md = Xe/Xc ;
Xc/y = tanC° ;
Xe/y = tanE° ;
y = Xc/tanC° = Xe/tanE° ;
Xe/Xc = tanE°/tanC° =
E ;
= tanM/tanPAX
= tanDtanPAX ;
tanD = E/tanPAX ;
tanM =
E·tanPAX ;
tanPAX =
E/tanD = tanM/E ; = 1/(tanW·E)
tanM·tanD = E2
;
tanD =
E2/tanM ;
Δ = 90 – (M+D)
Tan(M+D) = (TanM + E2/TanM)/(1 – TanM·E2/TanM)
= (TanM + E2/TanM)/(1 – E2) ;
cot(M+D) = (1 – E2)/(TanM + E2/TanM)
= tanΔ ;
tanΔ = (1 – E2)/(TanM +
E2/TanM) ;
sinΔ = 1/√ 1 + tan2Δ
= 1/√ 1 + [(1 – E2)/(TanM + E2/TanM)]2 ;
a/â = sinΔ ;
â = a√ 1 + [(1 – E2)/(TanM + E2/TanM)]2 ; OK ¦ Tab2 ¦ EllipsPMT.ods
= (Md√ 1 – sin2M(1– E2)) · (√ 1 + [(1 – E2)/(TanM + E2/TanM)]2) ; OK
= Md√(1 – sin2M(1– E2)) · (1 + [(1 – E2)/(TanM + E2/TanM)]2) ; OK
â = Md√(1 – (1– E2)/[1 + (TanM)2]) · (1 + [(1 – E2)/(TanM + E2/TanM)]2) ; OK
Sambandet utvecklas på ett alternativt, enklare, sätt i aFlexAlternativet:
— Vi samkör löpande med Kalkylkort för att testa OK på motsvarande geometrisk mängder i noggrant kvantitetsangivna ritningar.
AVSTÅNDET OP = d ;
Md/d = cosPAX ;
a/d = sinW = cosM ;
a = d·sinW
= Md·sinW/cosPAX
= Md·sinW√ (1 + 1/tan2PAX = 1 + [tanW·E]2)
= Md·sinW√ (1 + [tanW·E]2)
= Md·√ (sin2W + [sinWtanW·E]2) ; cos/sin=tan: cos=sinTan:
= Md·√ (sin2W + [cosW·E]2) ; sin2W = 1 – cos2W :
= Md·√ (1 – cos2W + cos2W·E2)
= Md·√ (1 + cos2W(1–E2) ; sinM = cosW ;
a = Md·√ (1 + sin2M(1–E2)
;
â: ........... alternate a-flex:
—————————————————
E = Sd/Md = Xe/Xc ;
Xc/y = tanC° ;
Xe/y = tanE° ;
y = Xc/tanC° = Xe/tanE° ;
Xe/Xc = tanE°/tanC° = E ;
tanC° = tanE°/E ;
y/Md = sinC° ;
y/â = sinE° ;
y = Md·sinC° = â·sinE° ;
â/Md = sinC°/sin(E°=D)
sinC° = 1/√ 1 + tan2C°
= 1/√ 1 + (tanE°/E)2
= 1/√ 1 + (tanD/E)2 ;
sinD = 1/√ 1 + tan2D
= 1/√ 1 + (E2/tanM)2 ;
â/Md = √ [1 + (E2/tanM)2]/[1 + (tan[E°=D]/E)2]
= √ [1 + (E2/tanM)2]/[1 + ([E2/tanM]/E)2]
= √ [1 + (E2/tanM)2]/[1 + (E/tanM)2] ;
â = Md√ [1 + (E2/tanM)2]/[1 + (E/tanM)2] ............................................................... ; CONCORDANT.
Kalkylkort 1 ¦ Tabell2 — EllipsPMT.ods — 16Feb2019
Med dessa grundformer kan vi nu studera huvudmålet: Hur Cirklarna passas in som Ellipser i linjärperspektiven.
BONUS — The Elliptic Polygonian ¦ Orig.Feb1980 ¦ PREFIXxSIN:
Md Sd N :
—————————————————
E =
Sd/Md ; Primary Elliptic Excentricity
Xe/Xc = tanE°/tanC° = E
PAX = Pax ;
Polygonian
Axel Angle — CIRCLE
Pan = (360/N)/2 ; polygnianAngle — ELLIPSE
=
180/N ; N polygonian
number
tanE° = E tanC° ;
TanPan = E TanPax ;
TanPAX = TanPan/E ; cosPax = (1 + [E/TanPan]2)–1/2 :
CHEOPS RECTANGLE : CR — ab=c2 ; RightAngled
Triangle
y(rEP–y) = Xc2
= (Xe/E)2 ; Xe = E√y(rEP–y) = E√Md2–y2 = E√Md2–y2:
cosPax = y/Md ; Xe = E√Md2–y2 = E√Md2–(Md·cosPax)2 = Md·E√1–(cosPax)2 ;
= Md/rEP
= 1/√ 1 + 1/(TanPax)2
= 1/√ 1 + (E/TanPan)2
=
1/√ 1 + (E/Tan[180/N])2 ; Summing:
Pan = 180/N ; N
number of ellipses:
rEP = Md/cosPax
= Md√ 1 + [E/TanPan]2 ;
y = Md·cosPax
= Md/√ 1 + [E/TanPan]2 ;
Xe = Md·E√ 1 – (cosPax)2 ; = Md·E·sinPax = Sd·sinPax ;
= Md·E√ 1 – (1 + [E/TanPan]2)–1 :
= Md·E/√ 1 + [TanPan/E]2 ;
—————————————————
EXAMPLE in
mM — in PREFIXxSIN
— Tab2 ¦ EllipsPMT.ods
—————————————————
— Use the Ellipse E=15/35=S/M=3/7=7.5/17.5=Sd/Md=0.428571428.. to construct An Elliptic Polygonian N=3:
— Just show the result — with a numerical account.
Solution:
Pan° = 180/3 = 60 ;
cosPax = (1 + [E/TanPan]2)–1/2
= 0,9707253434 ;
rEP = Md/cosPax
= 18,0277563773 ;
y = Md·cosPax
= 16,9876935094 ;
Xe = Md·E√ 1 – (cosPax)2
= 1,8014417303 ;
Author’s Note Feb2019:
[Brother ColorLaser PRINTER¦SCANNER makes NOT the Worlds Best
Performance]:
— We saw better scanning results from Original Papers around
2000 [HP-Scanner]
— BrotherDevice ADDS minor
impurities [from not »exact
flat white» pappers]
— not easliy removed
— »electron microscope version». Use »MacroMode».
Kalkylkort 2 ¦ Tabell2 — EllipsPMT.ods — 17Feb2019
BONUS — The Polygonian Arc ¦ Orig.1979 ¦ PREFIXxSIN:
Often
very useful in instrumentation ...
How it all began ...
N R r :
—————————————————
Pan = 180/N ; N polygonian
number
r/(R+r) = cosPan = r/Q ; PREFIXxSIN
= PARC
= (Rr–1 + 1)–1 ;
Rr–1 = PARC–1 – 1 ;
R = r(PARC–1–1) ;
Ø = ø(PARC–1–1)
R+2r = rPARC–1 + r
= r(PARC–1+1)
Ø+2ø = ø(PARC–1–1)
r = R(PARC–1 – 1)–1
= (R+ø)(PARC–1 – 1)–1
2r=ø; 2R=Ø
FractPARC: PARC
The FRACTAL Polygonian Arc ¦ Orig. Jul1991 ¦ PREFIXxSIN:
Se PRAKTISKT EXEMPEL.
N (R) r :
—————————————————
Pan = 180/N ; N
polygonian number
F =
r/r1 = Q/R1 = (R+r)/R1 ;
FracTALET — upprepas ändlöst mot 0:
1/F1 ¦ 1/F2 ¦ 1/F3 ¦ 1/F4 ¦ ... 1/Fn ¦
—————————————————
a = (Q/TanPan + r)/(Q2 – r2) ; Mellanräkning:
—————————————————
r1 = (a + √ a – 1/r2)–1 ;
R1 = Qr1/r ;
Från början användes ett
r1 — ITERATIONSKRITERIUM
asin r/(r+r1) + acos r1/(r+r1) = Pan° ¦ PREFIXxSIN — kan också skrivas:
acos (√ 1 – [r/(r+r1)]2) + acos r1/(r+r1) = Pan° = B + A
för att finna värdet på r1: r1 matas in tills Pan-värdet nås:
— Man låter mittkulans r1-värde växa från 0
tills Pan-vinkelvärdet nås.
— Lösningen gavs (strax)
senare via en andragradsekvation.
HÄRLEDNINGEN:
r1/a = tanA; r1/v = tan(V=Pan);
a = r1/tanA ;
v = r1/tanV ;
r1 = a·tanA = v·tanV ;
a + v = Q
= r1(cotA + cotV) ;
cotA = √ 1/cos2A – 1 = √ ([r+r1]/r1)2 – 1 = √ [r/r1]2 + 2r/r1 ;
Q = r1([√ [r/r1]2 + 2r/r1] + cotV) ;
(Q/r1 – cotV)2 = [Q/r1]2 + [cotV]2 – 2QcotV/r1 = [r/r1]2 + 2r/r1 ;
– [cotV]2 = [Q/r1]2 – [r/r1]2 – (2QcotV/r1+ 2r/r1) ;
– [cotV]2 = (r1–2)(Q2 – r2) – (r1–1)(2QcotV+ 2r) ;
– [cotV]2 = (r1–2)c – (r1–1)d
= c(r1–2) – d(r1–1)
= c[(r1–2) – (d/c)(r1–1)] ;
– [cotV]2/c = r1–2 – (e) r1–1 ;
[cotV]2/c = 1/(tanV = r/y)2(Q2 – r2 = y2) = 1/r2 ; förberedande
formatering:
– 1/r2 = r1–2 – (e) r1–1 ;
forts. SUBSTITUTIONEN:
e/2 = (d/2c) = 2(QcotV+ r)/2(Q2 – r2)
= (Q/tanV + r)/(Q2 – r2) ;
– 1/r2 = (1/r1)2 – e/r1 + e/2 – e/2 ; a² — Aa + B = 0
– 1/r2 + e/2 = (1/r1)2 – e/r1 + e/2
= (1/r1 – e/2)2 ; AndraGradsEkvationen:
1/r1 = e/2 ± (e/2)2 — 1/r2 ; AndraGradsEkvationens Lösning.
SE ANDRAGARADSEKVATIONENS ALLMÄNNA LÖSNING:
— Sambandet
– 1/r2 = (1/r1)2 – e/r1
– B = a2 – Aa
på allmän form (”... = 0”)
a2 – Aa + B = 0
visar av princip ATT ”+B > –Aa” — under alla omständigheter. BEVIS: + > –.
ROTKARTAN anvisar oss då ATT andragradsekvationens lösning består av två (teckenolika) reella rötter:
Kalkylkort 3 ¦ Tabell2 — EllipsPMT.ods — 17Feb2019
±-Rotvärdet ger cirkelradierna i närmast undre(r1)-övre(r0)
fraktalnivå.
NEGATIVT rotvärde ger FraktalPolygonCirkelRadien över r-nivån (r0), POSITIVT under (r1);
r1 = 1/[e/2 + (e/2)2 — 1/r2] ;
e/2 = (Q/tanPan + r)/(Q2 – r2) ; y2 = Q2 – r2;
Q = R + r ;
GIVNA: N (R) r ¦ Pan = 180/N ;
FractPARCex1988:
Praktiskt illustrerat polygonfraktalexempel:
Användes i grundarbetena till TNED-utvecklingarna för prövning på raka enskilda elektriska ledares sammanlagda magnetism:
Polygonfraktalexempel
från 1988 som användes i en utvärdering i samband med teorin till magnetismens
matematiska fysik.
— Cirklarna
ritade med en 0,1mM Rotrings nåltuschpenna på nollpassare.
ELLIPSENS OMKRETS
Sammanställt från utvecklingar Jan1982
Figuren nedan
sammanfattar utvecklingarna till sambandsformen för beräkning av ellipsens
omkrets.
— Ett kalkylkort finns
särskilt som kan användas. se Kalkylkortet
Tabell1.
Kalkylkort Tabell1 ¦ EllipsPMT.ods Feb2019
FärgLaserSkrivaren
med Scanner — Brother DCP—9020CDW — har en envis benägenhet att skanna in skarpa
tuschoriginal på vitt papper med resultat i delvis märkbart suddiga och diffusa kopior —
hur man än bär sig åt. Tyvärr.
Sambandsformen för
ELLIPSENS PERIMETER (omkretsen, pmt:n) grundar sig, som vi ser i figuren ovan,
på en cirkulär polygonuppdelning i n stycken lika delvinklar.
— Vi går från cirkeln
till ellipsen genom en vridningsprojektion (Sd/Md=E=[1–e²]^½) som ger oss en
motsvarande elliptiskt transformerad polygonserie enligt
Ellipsens perimeter— ellipsens
omkrets
E = Sd/Md = cos EA ;
Sd¦Md ellipsens halva Lill¦StorAxel
e = sinEA = 1
– E2 ; lilla
excentricitetstalet
n = antalet lika delvinklar i kvartscirkelns 90° ;
A(p) = (2p–1)45/n ;
n–1Σsin = (Σd0)/(Σd)
= (EPSpmt)/(CRLpmt)
= (EPSpmt)/(2πMd) ;
EPSpmt = 2πMd · n–1Σsin .......................................... ellipsens omkrets
= 2πMd · (1/n) · p=1→n∑1 – (cos[(2p–1)(45/n)])e2 ;
= 2πMd · (1/n) ·
1 – (cos[(1)(45/n)])e2
+ 1
– (cos[(3)(45/n)])e2
+ 1
– (cos[(5)(45/n)])e2
+ 1
– (cos[(7)(45/n)])e2
+ 1
– (cos[(9)(45/n)])e2
+ ...
+ 1
– (cos[(2n–1)(45/n)])e2
Ellipser när cirkelformen
kräver bara ett fåtal polygoner (säg n=5) medan allt mer avlånga ellipser
kräver högre n-tal.
— Test i kalkylkortet med
n=10 visar 9 korrekta decimaler med (i varje fall) E ner till 0,0001 med
motsvarande e lika med 0,999999995.
Uppställningarna finns i särskilt Kalkylkort Tabell1.
EPSonBesML
ELLIPSER PÅ OCH VID SIDAN AV
VERTIKALA MITTLINJEN
EllipsGrunderna inom den
linjära perspektivgeometrin
——————————————————————
GRUNDBEGREPP
Projektionsgrunderna:
Detaljerna nedan som
berör Projektionsgrunderna särskilt till Ellipserna i HorisontalPerspektivGeometrin
hade tidigare inte, explicit, formulerats i den här härledande historiens ljus.
Fram till nu (Feb2019) är det är först i den samlade översiktsbilden av
tidigare arbeten som den här mera syntetiserade beskrivningen har funnit en
författare. Detaljerna har, genom hela
utvecklingshistorien, eftersökts i etablerad litteratur men ännu inte
påträffats. Där figurer använts från originalförfattningarna (1978+) anges
dessa särskilt med aktuellt illustrations- och författningsdatum för att ge
författarens kronologiska referenser.
Se även en sammanfattning i ILLUSTRERAD SUMMERANDE
UTVECKLINGSHISTORIA.
• Alla givna HorisontParallella objektslinjer bevaras längdkonstanta i linjärperspektiven.
BEVIS:
FörskjutningsSatsen — Plana ProjektionsTriangelYtan över närdistansen (z=i=avståndet till projektionsplanet L) av en given Baslängd (b) är lika med a × i dividerat med två. Figuren nedan vänster illustrerar beviset.
— Triangelytan PC.C.D ges som
halva skillnaden mellan rektanglarna iD och iC: A
=i(D–C)/2=ia/2=bi2/2j.
En given
linjärperspektivistisk grundellips behåller sina horisontparallella
konstruktionselliptiska basparametrar oberoende av placering i perspektivets
sidled.
— Basvärdena
kvarstår, men en del av dem transponeras över på alternativa interna
ellipsvärden.
Vänsterfiguren (»konceptet sett ovanifrån»)
illustrerar också BILDEKVATIONEN i linjärperspektivet:
a/i=b/j; b=aj/i: Alla punkter i objektsrummet a (=X) på avståndet i (=Z) från
perceptionscentrum PC avbildas i bildplanet på dess avstånd j från PC som b:
b=aj/i, = x=Xj/Z.
BESKRIVNING — givet projektionsplan L på givet avstånd i från en fast perceptionspunkt PC:
— Med en given baslängd (b) parallell med en given horisont (L) avbildas b på L med samma mått (a) från PC helt oberoende av var b befinner sig i rummet mellan PC och L: a avbildas som en konstant på L.
— Så följer automatiskt omvändningen i den motsvarande linjära perspektivbilden:
• Alla givna HorisontParallella objektslinjer bevaras längdkonstanta i linjärperspektiven.
— Speciellt för ELLIPSERNA som perspektivcirklar innebär det att ellipsbestämningen i perspektivet kan återföras på fasta plangeometriska grundmått ur det enkla sambandet för den rätvinkliga triangeln — CHEOPS REKTANGEL ab=c2 ;
Med något förenklade beteckningar (L=L=i, Ξ=r):
b/r = i/ML0 som ger
b = 1/√ r–2 – i–2 ;
Distanserna r och L blir genom förskjutningssatsen givna fasta basdistanser med givet vertikalavstånd ML till HorisontParallellen b. Enligt förskjutningssatsens enkla men mäktiga geometriska matematik, innebär det tydligen att exakt samma värden rb bevaras konstant med givna vertikalavstånd ML och horisontalindex L. Därmed kan perspektivcirkelns motsvarande plangeometriska ellips bestämmas och därmed placeras exakt i linjärperspektivet som motsvarande objektscirkel.
FÖLJDSATS linjära perspektivgeometrin — SPECIELLT FÖR ELLIPSBESTÄMNINGEN:
TL bevaras konstant med givet ML och Ξ:
— Cirkelns planprojektion (vänster ovan) uppvikt som ellips (mitten)
bevarar cirkelhalvans mittlinje projicerad som konstruktionsellipsens mittlinje (TL):
— Med en given perspektivkvadrat med given diagonal på givet vertikalavstånd (ML) från horisontlinjen (L), bevaras SÅ konstruktionsellipsens övre och undre och mittre (TL) gränslinjer oberoende av hur perspektivkvadraten placeras vid sidan av mittvertikallinjen:
GIVEN VERTIKALDISTANS (ML) MELLAN HORISONT med given KVADRATDIAGONAL 2Ξ:
VertikalAvståndet (TL) mellan horisonten (L) och
Ellipsens origopunkt som perspektivCirkel bibehålls konstant för
Alla Kvadrater med samma ML och Ξ oberoende av placering vid sidan av vertikala
mittlinjen (VML).
Grundbevis: Cheops Rektangel ¦
— BASLINJEN (a, höger ovan) med vertikaldistansen till ellipsorigot är konstant för alla perspektivcirklar med givna ML och Ξ;
— Grundformen bevisas av (vänsterfiguren) med objektsCIRKELN och HorisontCirkeln: Plangeometriska uppvridningen av den grundformen definierar alla möjliga ellipser som perspektivcirklar via ett bestämt ML och Ξ som ger ett bestämt ellipsorigo på vertikala mittlinjen (VML), och därmed alla perspektivcirklar och deras ellipsorigo vid sidan av VML som har samma ML och Ξ; Med andra ord:
— Med givet ML
och Ξ är TL konstant
för alla möjliga perspektivcirklars ellipser.
Är
man inte klar över dessa grundprojektiva (enkla) grundbegrepp, hamnar man förr
eller senare i (gruvliga) svårigheter med att (försöka) bevisa (följd-) satser
inom (speciellt) perspektivgeometrins motsvarande planprojektiva detaljer — och
som i så fall nära nog kan ta knäcken på vem som helst: NÄR grunderna
framträder, ger sig resten »lätt som en plätt». Annars, »rena omöjliga gåtor».
I CRLepsHPG CIRKLARNA I
PERSPEKTIVGEOMETRIN visades hur cirklar med origo på vertikallinjen tecknas som
ellipser i linjära perspektiv enligt det ytterst enkla beviset från Cheops
Rektangel:
Kalkylkort 4 ¦ Tabell2 — EllipsPMT.ods — 17Feb2019
Där visades
också — men utan härledning — sambanden generellt för objektscirklarnas
godtyckliga origopositioner i perspektivbilden, illustrationen nedan:
TL-värdet ges ekvivalent från
EPSonML-sambanden ovan som
TL = TL0(E0=a/b):
TL&a
= konstanta med givna ML och Ξ=Xsi=ri:
— Se särskilt Härledningen till b, om ej redan bekant.
Kalkylkort 5 ¦ Tabell2 — EllipsPMT.ods — 17Feb2019
Kalkylkortets samband
justerade för samtliga EPSonBesML-fall. Se vidare förklaring nedan i ALTERNATIVA SAMBAND.
Vi
studerar härledningen här: M-vinkeln särskilt.
KÄRNAN i komplexet ligger i parameterformerna till ellipsbågens
xy-koordinat.
— Grundsambanden finns härledda och utskrivna i och genom
figurillustrationen nedan.
Den
avgörande faktorn är internvinkeln A som avgör definitionen av ellipsbågens
xy-punkt.
Vi ställer samman grunduttrycken och försöker lösa ut A — för det
speciella fallet med tanM=x/y.
—
Lösningen kräver en (omständlig) trigonometrisk derivering. En alternativ
(enklare) lösningsmetod har eftersökts (-Feb2019), men ännu inte upphittats.
SAMMANSTÄLLNING MED VIDAREUTVECKLING — figuren ovan ger ledning:
TanM = y/x ;
x = b sinA + â cosA cosΔ ;
y = â cosA sinΔ ;
x/y = (b sinA + â cosA cosΔ)/(â cosA sinΔ) = 1/TanM:
= (b sinA)/(â cosA sinΔ) + (â cosA cosΔ)/(â cosA sinΔ) ; cos/sin=y/x=tan:
= (b sinA)/(â cosA sinΔ) + tanΔ
= b/(â tanA sinΔ) + tanΔ ;
TanM = (b/[â tanA sinΔ] + tanΔ)–1
1
= ———————————— = (â tanA sinΔ)/(b + â tanA cosΔ) ;
b
——————— + tanΔ ;
â tanA sinΔ
Lösningen till A-vinkelvärdet
ELLIPSENS HALVA STORAXEL Md vid M°(xy):
Md(EPS) = x2 + y2
= (b sinA + â cosA cosΔ)2 + (â cosA sinΔ)2
= (b sinA)2
+ 2b sinA â cosA cosΔ → âb(2sinA cosA = cos2A)cosΔ
+ (â cosA cosΔ)2
+ (â cosA sinΔ)2
=
(b
sinA)2 + âb cos2A cosΔ + (â cosA)2(cos2Δ
+ sin2Δ)
= (b
sinA)2 + âb cos2A cosΔ + (â cosA)2(1)
= (â cosA)2 + (b sinA)2 + âb cosΔ cos2A
= (P)1/2
ETT MAXIMUM FÖRELIGGER FÖR A-vinkeln vid Md(EPS): Vi kan lösa ut den A-vinkeln för det fallet om vi också kan lösa ut nollderivatan (=0 vid MAX) till P-formen (Se GIref11):
Dn (P)1/2 = ½(P)–1/2 DnP = 0 ;
DnP = 0 / ½(P)–1/2 = 0 ;
DnP = Dn [(â cosA)2 + (b sinA)2 + âb cosΔ cos2A]
= Dn(â cosA)2 + ; → + â2 cos2A ¦ A(DnB)+B(DnA): 2cos sin ¦GIref15¦
Dn(b sinA)2 + ; → – b2 cos2A
Dn(âb cosΔ cos2A) ; → + 2âb cosΔ sin2A ¦ cosΔ 2sin2A
= 0 ;
derivatalösningen
utskriven.
cos2A (b2 – â2)
sin2A = ——————————— ;
2âb cosΔ
sin2A = (b2 – â2)(1 – sin22A)/(2âb cosΔ) ;
1/(1/sin22A – 1) = (b2 – â2)/(2âb cosΔ) ;
1/sin22A – 1 = (2âb cosΔ)/(b2 – â2) ;
1/sin22A – 1 = (2âb cosΔ)2/(b2 – â2)2 ;
1/sin22A = (2âb cosΔ)2/(b2 – â2)2 + 1 ;
1/sin22A = [(2âb cosΔ)2 + (b2 – â2)2]/(b2 – â2)2 ;
sin22A = (b2 – â2)2/[(2âb cosΔ)2 + (b2 – â2)2] ;
sin2A = (b2 – â2)/[(2âb cosΔ)2 + (b2 – â2)2] ;
(b2 – â2)
sin2A = ———————————————— ;
(b2 – â2)2 + (2âb cosΔ)2
SAMBANDET FÖR sin2A kan skrivas på flera olika sätt — men endast som ovan med automatiskt innefattade KVADRANTVILLKOR;
— Är t.ex. â>b krävs negativt sin2A, vilket ovanstående form garanterar. Inkluderas (b2 – â2) i rotformen som
(b2 – â2)2 försvinner den optionen. Det gäller även för Tan2A — som i så fall måste villkoras typ ”IF A< 0 THEN ..”.
Δ<=0:
ALTERNATIVA SAMBAND EPSonBesML
—————————————————————————————
Speciellt utformad
±-x-matematik för objekten nedanför horisontlinjen
— En del sambandsformer måste FORMatERAS för att eliminera typen N/0:
— Viss aktsamhet med sambandsformerna måste iakttas vid
inskrivningen av sambanden i kalkylceller för att undvika kalkylprogrammens
otillåtna typ ”DivisonMed0!”
Justerade
kalkylceller med AKTUELLA ALTERNATIV som ger genomgående värden utan kalkylfel:
Δ:perspektivcirkelns deplacementvinkel
från vertikalläget
Given som tanΔ:
Δ = arctan(Δ); därfrån anges de särskilda cellerna
med resp. sinΔ och cosΔ: inga rotekvivalenter
TanM:
TanM = (b/[â tanA sinΔ] + tanΔ)–1
1
= ———————————— = (â tanA sinΔ)/(b + â tanA cosΔ) ;
b
——————— + tanΔ ;
â tanA sinΔ
1: Vi skriver om sambandet som ovan från
(b/[â tanA sinΔ] + tanΔ)–1
på den mera omständliga formen
(â tanA sinΔ)/(b + tanΔ â tanA sinΔ)
som ger
(â tanA sinΔ)/(b + â tanA cosΔ)
eftersom i PREFIXxSIN tan=cos/sin: (cos/sin)sin=cos..
2: I fallen med negativa Delta-värden ges fel resultat genom b + â
tanA (–cosΔ):
— För korrekt slutresultat
måste TanM-ledet tecknas i sv.OpenOfficeKalkyl som
(â tanA sinΔ)/(b +ABS[â tanA cosΔ])(TECKEN[TanΔ]) ;
— Negativa Δ-värden ger nu korrekt samma absolutvärden som positiva.
ML0:
— Vi lägger till ML0 så att vi kan beräkna E0=ML/ML0 så att vi kan bestämma TL ur grundvillkoret från EPSonML-sambanden via
TL0 = (y=Ξ)²/ML0 + ML0
E:
Justeringen utan kalkylfel då Δ=0 för ellipsens excentricitet (E=Sd/Md) blir
E = (E0–1 + tanΔ tanA)
För negativa Δ måste en ytterligare slutjustering göras i kalkylcellen:
E = (E0–1 + ABS[tanΔ] tanA)
Md:
Justeringen utan kalkylfel för negativa Δ=θ i originalets Md-form
måste PREFIXxSIN skrivas med absolutvärde för Δ=θ enligt ABS(cosθ).
EndAlternativa.
20Feb2019
PERSPEKTIVCIRKLARNA som konstruerade ellipser I LINJÄRA PERSPEKTIVTECKNINGAR
Illustrerad SUMMERANDE UTVECKLINGSHISTORIA
ELLIPSERNA I HPG från ursprungliga arbeten och författning från 1978 med olika efterföljande sammanställningar och vidare utvecklingar — 20Feb2019
————————————
A BellDHARMA production — 1978+
Perspektivlära
i etablerad litteratur
— »Observatör som tittar på objekt genom en glasvägg».
Det är ännu 2019 i
princip den enda etablerat synbart »enhetliga information» som finns i ämnet
perspektivlära — hela ämnesområdet. Dess etablerade synbarhet, enligt här
erfaren genomgång, kan sammanfattas på figurformen nedan till höger — med olika
versioner och teman beroende på källverk.
Figuren ovan
vänster från BILDEKVATIONEN i 3D-Geometrin.
Ett äldre uppslagsverk ger en viss historisk dokumentär i sättet
att presentera ämnet, här BONNIERS KONVERSATIONS LEXIKON Band IX 1926 från
spalt162:
Perspektivbegreppet, citat
1926:
Se hela
artikeltexten citerad i BKL.Citatet1926.
” Perspekti’v (av lat. perspi’cere,
se genom). 1. Inom optiken förstås med P. det intryck, som erhålles av
förhållandet mellan dimensionerna hos föremål i olika plan, då en projektion av
föremålen på en given yta betraktas.
Förhållandet i fråga beror endast på projektionscentrums och den givna
ytans läge och på ytans form.”;
” Betraktaren erhåller ett riktigt
perspektivistiskt intryck, endast om hans ståndpunkt sammanfaller med
projektionscentrum, vilken då även benämnes ögonpunkt. I
motsatt fall erhålles ett oriktigt P., som yttrar sig i ett felbedömande
av avbildningens djupdimensioner l. av på olika avstånd belägna föremåls
relativa storlek.”;
” Ligger projektionscentrum
på oändligt avstånd, får man parallellperspektiv, i motsatt fall centralperspektiv.”,
Här framträder — återigen, jämför LagerqvistSyndromet — grunderna i den moderna akademins speciellt
storslagna föreställningar om ÅSKÅDLIGHET — som tydligen och bevisligen stänger
vägen som leder studenten fram till en formulerad ENHETLIG ämneskunskap.
Ursäkta
intrånget:
— Det finns inga
”oriktiga Perspektiv” och inga ”felbedömda Avbildningens Dimensioner”.
— Varför då?
— DÄRFÖR ATT DEN TYPEN AV MENINGSFORM BARA KAN KOMMA FRÅN ÄNNU
OUTVECKLADE INTELLEKT SOM ENSIDIGT FAVORISERAR FENOMENVÄRLDENS SYNPUNKTER
FRAMFÖR FÖRSTÅNDSVÄRLDENS: ”SES Det Inte från Våra väl inskränkta Värderingar —
då är det FEL”.
— En PerspektivBILD utgår från EN central perceptionspunkt:
Alla perspektivbilder ÄR också RIKTIGA perspektivbilder OM de utgår från EN
perceptionspunkt. Rätta gärna om fel.
— Därför att
begreppet BILD inte är uteslutande reserverat för FENOMENVÄRLDEN — fysiken, den
lekamliga sinnevärlden — utan FRÄMST för FÖRSTÅNDSVÄRLDEN som garanterat INTE
finns i fenomenvärlden. Mest
Prominenta Exemplet -Jan2019:
Differentialbegreppet
i Modern Akademi
— I Modern
Akademi har man — tydligen genomgående med vissa spår längre bakåt i historien
än 1800 — antagit ett väl ensidigt FENOMENBASERAT naturvetenskapligt
beskrivningssätt. Dess främsta — vådliga — konsekvens visar sig, tydligen, i
den moderna akademins avgörande oförmåga att skilja noll — 0, punkten, differentialbegreppet som bara
existerar i förståndsvärlden: geometrin, matematiken — från ICKE-noll,
differensen, intervallet som ÄR fenomenvärlden. Och därmed ett lika ensidigt »TOTALITÄRT» fasthållande
vid fenomenvärldens preferenser — samtidigt som förståndsvärldens grunder inte
kan undvaras, inte ens för den mest inbitna idiot. Resultat med Fenomenvärldens
Preferenser: Förståndsvärldens sammanlänkande och förklarande grunder förnekas,
trängs undan, med många tydliga exempel. Exemplet med dx och Δx är ett
skolexempel på exceptionell övertydlighet. Perspektivgeometrin ger ytterligare
exempel.
Som redan visats i samband med beskrivningen av det här benämnda
LAGERQVISTSYNDROMET[‡]
Plangeometrisk Projektion av ett
PerspektivGeometriskt grundläggande elementärt Begrepp:
Figuren från CIRKLARNA I
LINJÄRPERSPEKTIVEN i 3D-Geometrin.
— ”En sådan
avbildning av en kvadrat i linjärt perspektiv är direkt felaktig, under alla
förhållanden orimlig”.
Inga referenser anges.
— Varför påstås ”orimligt” och ”felaktigt”? Bokkällan[‡] ger ingen upplysning.
— Vad vi däremot SER är att ”orimligt .. felaktigt ..”
GRUNDLÄGGER ÄMNESFÖRKLARINGEN.
— Modern Akademi känner inte till Grunderna — på grund av
självstyrd självutestängning. Rätta gärna om fel.
— ”Även 90°
exakt är felaktigt”. LAGERQVISTSYNDROMET
— i arv möjligen från runt år 1300: »ColumbusGruppen Upptäcker Världen på
Nytt». Stödcenter.
är man tydligen i moderna kvarter — genom de så LÅSTA RENT
FYSISKT KROPPSLIGA föreställningssätten — HELT oförmögen att SYNTETISERA
elementära matematiska geometriska perspektivgrunder:
— Ett enhetligt matematisk synsätt finns inte i den moderna
akademins lärosystem i ämnet.
I
relaterad matematik (och fysik) är — således — PARALLELLA PROJEKTIONER, konv.
”parallellperspektiv”, helt fristående ifrån varje form av begrepp om något
”projektionscentrum” eller ett ”perceptionscentrum”. Ingenting sådant existerar
— citatmeningen[‡] till trots:
— ”Projektionscentrum på oändligt avstånd” betyder i relaterad
mening samma som
oändligt små objekt, som medför detsamma som HELT osynliga
objekt. RELATIVT EN PERCEPTIONSPUNKT.
Plangeometrins
begrepp är INTE — interfererar inte med — perspektivgeometrins.
— Plangeometri — s.k.
parallellprojektion — och perspektivgeometri är två väsensskilda begrepp, två
helt olika begreppsdomäner.
PLANPROJEKTIONER eller parallellprojektioner är I RELATERAD
MENING föremålens avbildade mått på plana bildytor utan inblandning av något
begrepp om PERSPEKTIV.
— En planprojektion av ett perspektivkoncept är fortfarande en
planprojektion — som kan[‡] förklara (sammansatta, komplicerade) detaljer
i perspektivmatematiken.
PLANPROJEKTIONERNA
ÄR OCH FÖRBLIR MATEMATIKENS absoluta GRUND:
1. Passare, Linjal, Plan rityta — enhetsrutnätet,
mönstergrunden:
— Eftersökt i etablerad litteratur, finns möjligen, men inget
direkt citerbart upphittat:
Verktygen som krävs för att förstå Fenomenvärldens
sammansättning, struktur och innehåll.
2. Matematikens Fem Grundlagar
— syntetiserade av den enda Cheops Rektangel (Nr1):
— Inget etablerat omnämnande.
Verktygen som krävs för att förstå
Fenomenvärldens sammansättning, struktur och innehåll.
3. Matematiken i syntes — TANGENSKVADRATEN:
— Inget etablerat omnämnande.
aritmetiken
• räknelagarna • perspektivgeometrins elementära grunder
Verktygen som krävs för att förstå
Fenomenvärldens sammansättning, struktur och innehåll;
—
Delningsprinciper, räknelagar, perspektivgrunder — tydligen. Aritmetik. Behovet
att utveckla en motsvarande Algebra: Självservering.
I allt:
— FÖRSTÅNDSVÄRLDENS BEGREPPSGRUNDER — hur fenomenvärldens
sammansättning, struktur och innehåll låter sig förklaras. Och som i slutänden
leder fram till den enhetliga förklarande — förlösande, befriande —
perspektivkroppen: enhetshyperbelns matematik som förklarar, beskriver — och
leder vidare:
3D-Geometrin — Linjära — och sfäriska
—HORISONTALPERSPEKTIVEN xyzXYZ I RELATERAD MATEMATIK OCH FYSIK
— What?
— Varför (i himmelens) namn ingår inte det här ovan, i grunden
otroligt enkla — i ETABLERAD UNDERVISNING? Varför fick vi inte veta det här runt
12 — i femman?
— What’sUp? Utmärkt DEKORATION på skolväggar — stadsmiljö, vad
VI Lever av ..
Antal Visade: 0. Det kanske är säkrast att sätta handklovar
på befolkningen också.
Utegångsförbud ..
Lösenord .. Kameraövervakning .. Jämför
HÄVDEN.
Ellipserna
i linjärperspektiven. ”FEL”.
— Det är alldeles tydligt i Den Moderna
Akademins Naturvetenskapliga Historiska Ljus att någon — något — har missat
pårampen.
Inte undra på att mänskligheten har det som den har det i våra
tider.
— Utomordentligt väl insatt och kunnig Personal. Jättebra.
Undervisningsmaterialet bara dräller »underbara uppenbarelser». Åå vad
jag längtar till skolan. Särskilt högskolan. Fantastiskt kunnig personal.
Så:
Hur kom det sig då, med en sådan präktigt Etablerad välmatad mattegrund i
bagaget att något alls kom fram i ämnet, som ovan?
STARKT — starkt —
MOTIVERAD att undersöka grunderna genomfördes ett ”generalangrepp” på det
etablerade s.k. ”trepunktsperspektivet”:
— Med kvadratritningen allt längre under horisonten blir
omskrivna ellipsen alltmer cirkulär.
— Så: VAR, exakt, ligger Cirkeln?
Mycket
världsomspännande intressant händer och är på gång runt 1980:
• INTEL håller på att
slutföra produktionen av den första reguljära Mikroprocessorn 8080:
• Bokhandlarna har
nyligen börjat sälja elektroniska räknare med inbyggd trigonometri;
• Delvis banbrytande
experiment utförs inom partikelfysiken May 1979 Scientific American: Alan. D.
Krisch, The Spin of the Proton (Med en uppföljare i SA Augusti 1987).
Brytningstiden
runt 1980: Miniräknarna har redan introducerats. Datorrevolutionen är på stark
frammarsch. Och delvis avgörande partikelexperiment tilldrar sig en del
intresse från vissa engagerade håll. Bildkollaget ovan fotograferat 24Feb2019 med en Nikon-D90
från bevarat exempel av Scientific American May 1979, samt miniräknaren Casio
fx-39 — som följde med den här författaren troget ända fram tills nu 2019 då
kontakterna i manövertrycken inte fungerar så bra längre.
Det enda som fanns att ta på i den här historiens ljus omkring
(strax före) 1980 var i princip inget annat än det vi redan skummat här i citat
och referenser och som vi kan läsa om idag i bibliotekslitteraturen (Se Citaten från
Lagerqvist), och f.ö. på Wikipedia
i ämnet Perspective (graphics), Mathematics and art, m.fl.: ingen upplysande grundmatematik alls.
Noll. Vi »fick börja från början» med (ISU) »Observatör som tittar på föremål genom en
glasvägg».
Efter flera (omständliga) försök — och med hjälp av en enklare
miniräknare (som började dyka upp i affärerna i slutet på 1970-talet) — infann
sig till slut lösningen.
Figuren nedan
tecknades upp i samband med arbetsresultatet (Apr1980)
Problemet med Cirkeln Genom Horisontalindexet löst våren
1980. Har eftersökts i etablerad litteratur, men inte påträffats.
Se mera
utförligt här från EPSonBesML.
— men då Apr1980 ännu fortfarande i HELT ovetande om det ytterst
enkla underliggande Cheops Rektangel-konceptet[‡] som verkligen djupförklarar hela
matematikdelen:
— HorisontCirkelTangenten: Den utpekar direkt CirkelOrigot på
MittLinjen. Det kom långt senare (HermesEdition1985+) — med »integrerad
dramatik».
Resten »gav sig självt»; Det ena ledde till det andra, som ledde
vidare ..
— Med visst fortsatt laborerande med ”triangelperspektivet”
uppdagades strax den enkla totalförklarande EnhetsHyperbelns matematik
(HorisontalTeoremet) i Horisontalekvationens[‡Eng]¦[‡Orig] försorg.
Med fortsatta utvecklingar, renskrivningar med vidare
sammanställningar, utkristalliserade sig ämnet självt till det som finns här nu
presenterat idag (21Feb2019).
Vä: Ellipsproblemet löst Apr1980.
Hö: När HP-geometrin blir alltmer
bekant, kan illustrativt goda frihandsritningar göras utan direkta stödlinjer,
enbart på synintrycket med baskunskaperna.
— Se även ELLIPSOGRAFEN,
ritinstrumentet som användes för ellipsritningarna (från slutet av 1970-talet).
— Men hur kom termen eller begreppet ”Cheops Rektangel” med i
bilden?
Cheops
Rektangel
Alla utvecklingsdetaljer
i Universums Historia grundas HELT på den matematiska fysiken från CHEOPS
REKTANGEL:
Se även från MEL1 och MEL 2 ¦ SOLFYSIKEN I TNED TESTAS
Upplösningen med Ellipserna i HPG — HorisontalPerspektivGeometrin — innefattar, som vi ser, den rätvinkliga
triangelns mäktiga sambandsform ab=c² här benämnd Cheops Rektangel. Men
utvecklingsdelarna från 1985 (HermesEdition Sep1900) i det komplexet hade inte
Det ytterst enkla figurkonceptet framför ögonen: Cheops Rektangel var vid den
tiden ett helt okänt begrepp i den här historiens ljus. Figuren (Fig:10) nedan
visar den motsvarande originalillustrationen i samband med härledningarna till
sambanden för Ellipserna i HPG — på en (betydligt) mera omständlig väg men med
samma slutresultat:
Samma
nettoresultat som i den mera syntetiserade CR-illustrationen.
Det var inte förrän ett halvt decennium senare Aug1989 (Historien
Bakom) som begreppet ”Cheops
Rektangel” tog form i den här historiens ljus. Nämligen främst genom ett
fördjupat studium av Galileo Galileis bidrag (1636) där också sambandsformen
ab=c² intar en central roll i utvecklingsarbetet.
Den geometriskt
framträdande sambandsformen ab=c² som — frekvent — visade sig i visst avgörande
utvecklingsarbete tilldrog sig ett visst naturligt fokus: Varifrån kommer det
tydligt enkla men mäktiga — och märkvärdigt märkliga, »fascinerande enkla» —
sambandet rent historiskt?
Det var en »ytterst
intressant fråga» i den spårande och spännande historiens ljus:
— Var det Renässansens pionjärer som upptäckte det?
— Eller var det kanske de antika grekerna som först
uppmärksammade den starkt praktiska användbarheten?
Det blev angeläget att
göra vissa efterforskningar.
Så ledde spåren bakåt till Cheopspyramiden — genom grekernas
(Herodotos 484-424 f.Kr.) egna arkiv.
I MATEMATIKENS FEM GRUNDLAGAR
intar ”Cheops Rektangel” en högst central — tydligt
syntetiserande — roll för de (så) fem mest grundläggande och elementära
sambanden i matematiken: ALL ÖVRIG matematik beror av och baseras PÅ Nr1-5.
Så rådde (Aug1989) inte längre något tvivel om saken:
— Vare sig Herodotos anvisning till Cheopspyramiden har eller
inte har någon koppling till ursprungssambandet ab=c² för ”Cheops Rektangel”,
är det alldeles tydligt att Det Sambandet ÄR väldigt mycket CentralStation för
hela matematiken som naturvetenskapligt ämnesområde:
— Avgång och Ankomst.
Alltid. Centralen där
allt händer, där allt sammanstrålar och sammanknyts — i varje SÅ relaterbar
mening.
Ljusets
gravitella beroende[‡Härl.]¦[‡Sammanst.Jämf.]
Det avgörande rent FYSISKA inslaget med ”Cheops Rektangel” kom
med härledningen till ljusets g-beroende (7Jun1990 — med strax efterföljande
atomkärnans härledning Jul1993: N3m20): ljushastighetens toppvärde bevaras oberoende av
gravitationens inverkan — garanterat av det centralt avgörande samband
v²=c²+w²=cc0 i ”Cheops Rektangel” som, tydligen, hela härledningens geometriska
fysik bygger på: kraftvektorledet[‡] Fc = Fc0 — Fg.
— Men, märkligheternas märkligheter: Kopplingen ”Cheops
Rektangel” framkom först (strax) EFTER själva härledningsarbetet med ett
tillägg (11Feb1992): Lösningen till sambandet för ljusets gravitella beroende
har (4) olika kopplingar. Och det var först genom en fördjupad analys av dessa
som Cheops Rektangel-geometrin visade sig — via just Cheops
Rektangel-geometrins avgörande upplysande
cc0=c²+w²: Naturkonstanten c0 bevaras oberoende av gravitationens
inverkan via en del cirkel och en del hyperbel: kraftvektorledets upplysande
sammanhang.
Hela den vidare
genomgången med utvärderingar, citat, beskrivningar och jämförelser mellan
dessa resultat (TNED) och de som hävdas från modern akademi (MAC) bildade upptakten till Universums Historia.
Se särskilda sammanställningar i Atomkärnans Härledning, LISTAN, EXPERIMENTELLA
BEKRÄFTELSER och noMACfysik om ej redan bekant.
Jämför f.ö. TNED (relaterad fysik) och MAC (modern akademi, här via Einstein[‡]):
MAC c/c0 =
(1 — w²/c²) — Einstein
accepterade inte c=0, ”tidens upphörande” enligt ”ingenting fortare än c”.
TNED c/c0 = (1
— w²/cc0) — Cheops Rektangel: Kraftvektorledet
Alla utvecklingsdetaljer
i Universums Historia grundas HELT på den matematiska fysiken från CHEOPS
REKTANGEL:
Se även från MEL1 och MEL 2 ¦ SOLFYSIKEN I TNED TESTAS
Det avgörande uppslaget till kopplingen med ”Cheops Rektangel”
kom Nov2017 med uppgifterna från Flinders Petrie (1883) på basdata av det som
nu återstår av Cheopspyramiden (efter minst 4000 år) kontra de vidare
undersökningarna i TNED:
— Med uppgifterna från Flinders Petrie ges fysikbilden generellt
i Universums Historia en viss — överraskande, vidare — HISTORISK KONTUR.
Nämligen rJ-cirkeln — med hela den (så) uppdagade
Cheopspyramidens mönsterform[‡PetrieIn] — som den tydligen får förstås:
— Cheopspyramiden antyder — starkt — att hela TNED-matematiken
har varit känd av folk som konstruerade och bestämde måttsättningarna till
Cheopspyramiden:
—
»TNED-fysiken är den man finner OM man söker på Naturens Villkor» säger TNED.
— Urgammalt. Cheops
Rektangel.
Det räcker med ett minsta ynka lilla motbevis
som visar att TNED inte håller för att förpassa hela den avhandlingen till
återvinningskrossen. Absolut. Har eftersökts. Inte ännu påträffats.
En motsvarande
angelägenhet uppkommer — följdriktigt, asså — att försöka MOTBEVISA
ståndpunkten som säger att ”VI VAR HÄR FÖRE DIG, genius, vet du väl”. Främst
därför att inga ANDRA direkta arkeologiska/geologiska/geografiska bevis finns —
frånsett dimmiga och suddiga historiska konturer från bl.a. Platon (500 f.Kr.)
om ett ”Det försvunna Atlantis” — en nu försvunnen kontinent som, förmodligen
(kanske 10-50 000 år bakåt), antogs ha förenat nuvarande Europa med
Nordamerika, och som påstås ha givit namn åt havet Atlanten.
Kopiösa mängder skrifter (»det mesta opublicerat») finns i ämnet
Atlantis i s.k. modern tid. Men så länge mera direkta bevis (utom
Cheopspyramiden) saknas, framstår hela det komplexet som »ren mytologi utan
bevisbar naturgrund».
Öppettiderna
för Speceributiken som saluför Slumpartade Sammanträffanden hade — drastiskt —
minskat.
Fördämningarna
brister
Det vara bara början.
— atomkärnans härledning genom Plancks konstant och därmed
ursprungsmaterialet som NEUTRONER[‡] med en garanterad inkompressibel maxtäthet Dmax = 1,82 T17 KG/M³ —
innefattar detaljerade beräkningsgrunder för stjärnorna, i
synnerhet Solen;
TNED anvisar ett
bestämt fotometriskt effektvärde i Solens fall (Solen som Normstjärna).
Den matematiken är
också synnerligen omfattande — tillsammans med TNED-värden som ger
Solens/Vintergatans ålder.
Därmed öppnas en
möjlighet att kontrollera nu experimentellt NOGA uppmätta fotometriska värden (IAU2015) i Solfallet, kontra det som TNED-fysiken
anvisar.
Vad visade jämförelsen?
IAU2015 3,827 500
000 ±0,001 4 T26 W (förenklat:
T för 10^+, t för 10—)
TNED2018 3,827 500 101 ±0,000 0 T26 W
Klockren fullträff.
Rakt PÅ.
Finns inte en chans.
Helt uteslutet.
Speceributiken
som saluför Slumpartade Sammanträffanden hade — drastiskt — avancerat till
”Butiken stänger inom kort”.
TNED + Experimentalfysiken = Sant. Igen[‡].
IAU-beröringen ledde
fram till ytterligare ett avancemang i hela TNED-historien som frammanad av
Cheops Rektangel (ab=c²):
Hela
TNED-matematiken i Solfallet grundas på ett värde för Solens Nu-massa analogt
med det som beräknas ur Keplermomentet (K=vr=J/m) — Jordens periheliepassager
runt Solen, det s.k. anomaliska året.
INTE det sideriska (i förhållande till fixstjärnorna) årets
längd.
— Skillnaden är liten, men fullt märkbar i slutresultatet.
IAU-beröringen antydde
för sin del att Keplermomentets alternativ — verkligen enastående —
DOKUMENTERAR ett »Banmoments Ursprung» — så:
— OM TNED-kosmologin håller streck, ska vi kunna HÄRLEDA —
förklara, beskriva och relatera i varje djupdetalj — hela Solsystemets
uppkomst. Och det NOGA, genom att räkna baklänges på nuvarande Solsystemets
omloppskroppars givna impulsmoment J=mvr=mK — inkluderat Vintergatans primära
bildning, också NOGA, enligt TNED-anvisningarna i K-cellens värmefysik[‡].
Avsnittet i CheopsRektangelIIbA avhandlar den utvärderingen —
med tillhörande bihang:
KOMPLEMENTÄRA DOKUMENT TILL SLUTTESTET med Solsystemen i VINTERGATAN :
RESULTATBILD (Sep2018-Feb2019) — Solsystemen i Vintergatan:
— »Klockren Maskinordning»[‡].
Perspektivbegreppet, citat 1926
” Perspekti’v (av lat. perspi’cere, se genom). 1. Inom optiken förstås med P. det intryck, som erhålles av förhållandet mellan dimensionerna hos föremål i olika plan, då en projektion av föremålen på en given yta betraktas. Förhållandet i fråga beror endast på projektionscentrums och den givna ytans läge och på ytans form.”;
” Betraktaren erhåller ett riktigt perspektivistiskt intryck, endast om hans ståndpunkt sammanfaller med projektionscentrum, vilken då även benämnes ögonpunkt. I motsatt fall erhålles ett oriktigt P., som yttrar sig i ett felbedömande av avbildningens djupdimensioner l. av på olika avstånd belägna föremåls relativa storlek.”;
” Ligger projektionscentrum på oändligt avstånd, får man parallellperspektiv, i motsatt fall centralperspektiv. Bildytan är vanl. men ej alltid plan.”;
” Vid centralperspektivet är huvudpunkt fotpunkten av huvudstrålen, normalen till bildplanet från ögonpunkten. Synstrålar äro de linjer, som förbinda föremålets punkter med ögonpunkten.”;
” Gränspunkt för en grupp parallella linjer i föremålet är den punkt, där deras bilder skära varandra, och erhålles genom att från ögonpunkten dra en linje parallell med de givna.”;
” — I konsten spelar P. en stor roll. Man skiljer här mellan linearperspektiv som åsyftar den riktiga framställningen av föremålens inbördes läge och dimensioner, samt luftperspektiv, d. v. s. skildringen av de förändringar, färgerna och konturerna undergå genom atmosfärens ljusabsorberande inverkan.”;
” Redan antikens målare eftersträvad perspektivistiska framställningar, men först under renässansen [1300-1600] fick P. sin slutgiltiga lösning.”;
” Praktiskt löstes problemet tidigast av de florentiska 1400-talsmålarna, främst Uccello.”;
” Lagarna för P., perspektivläran, fastställdes för första gången av Alberti i ”De pictura” 1435 och utvecklades närmare av bl. a. Piero dei Franceschi, Lionardo och Dürer.”;
” Under barocken utnyttjades P. såväl inom bildkonsten som arkitekturen för framkallande av allehanda illusionistiska verkningar. Genom att t. ex. i en kolonnad undan för undan göra kolonnerna kortare, stegrade man den perspektivistiska effekten, s. k. skenperspektiv.”;
” I kinesisk och japansk konst förekommer även det s. k. omvända P., som i modern europeisk konst upptagits bl. a. av Cézanne. Projektionscentrum tänkes härvid befinna sig bortom bildplanet och föremålen, från betraktaren sett. De från denne mest avlägsna föremålen bli härvid störst.”;
” — Vid fågelperspektivet ses föremålen rakt l. snett uppifrån, vid grodperspektivet (ital. do sotto in sù, nedifrån upp) snett nedifrån.”;
” — I överförd bet.: sammanhang, överblick, framtidsutsikt. — Adj.: perspekti’visk. — 2. Föråldrad benämning på smärre terrestriska kikare.”,
BKL IX 1926sp162: Perspektiv.
” Luftperspektiv, den blåaktiga ton, som avlägsna föremål få genom luftens ofullkomliga genomskinlighet.”,
BKL VII 1925sp812: Luftperspektiv.
Kalkylkort: EllipsPMT.ods — Tabell3 — Tabell4
— Tabell5
— d-sambandet
— Ellipsekvationer:
KALKYLKORTEN TILL ELLIPSGEOMETRIN
KALKYLKORT — EllipsPMT.ods
EllipsPMT.ods från 16-24Feb2019
Kalkylkortet nedan DIREKT FRÅN DEN
HÄR WEBBLÄSAREN EllipsPMT.ods — se
öppningsmanual
om ej redan bekant — eller kopiera
URL:en nedan till valfri webbläsare (vilket som fungerar — förutsatt att
SVENSKA VERSIONEN av gratisprogramvaran OPEN OFFICE finns installerad på
datorn)
http://www.universumshistoria.se/AaKort/EllipsPMT.ods
Tabell 1 — rad
65-70 — Ellipsens omkrets
En tabellmake finns längre upp i tabellarket rad 1-10 som
användes särskilt för test av vårt Solsystems planetdata.
Tabell 2 — Kort1
rad 02-09 .... —
Perspektivellipserna, härledningar med kontrollräkningar för sambandens
genuinitet
Tabell 2 — Kort2
rad 12-15 .... — Ellipspolygonen,
generellt kalkylkort
Tabell 2 — Kort3
rad 18-22 .... — Fraktala
polygoncirklarna, generellt kalkylkort
Tabell 2 — Kort4
rad 29-32 .... — Ellipserna i
HPG: EPSonML
Tabell 2 — Kort5
rad 34-64 .... — OJUSTERAD —
förlagan till 5.1¦2 nedan — EPSonBesML, generellt:
Tabell 2 — Kort5.1
rad 45-52
....... — Förlaga till 5.2 — alternativa
samband som eliminerar typen DivisionMedNoll;
Tabell 3 — ..................................................... — Kontrollräkning: härledningen till ac-sambandet.
Tabell 4 — ..................................................... — Kontrollräkning: eEAfRPs-EPSeq8102 — 90 ellipsekvationer:
Uppställningen av
ekvationskartan ovan är i Tabell4 är utformad med ovanstående övre del underst
med förkortningar:
E=cosEA=Sd/Md=s/R A=Af f=Cf R=Md P=Pf s=Sd e=sinEA=1–E²
och en synkroniserad
tablåNavigeringsKarta:
Tab4EkvKart: se originalet i Tabell4
Kalkylkortets testvärden
i Tabell4 — utrymmeskrävande —
har utformats mot ett
kontrollexempel med numrerade kolumner synkront efter ekvationskartan.
— Varje kalkylcell har
försetts med ovanstående blockforms sambandstypografi.
— Testformen säkrar att
DE I KALKYLCELLERNA INSKRIVNA SAMBANDSFORMERNA är korrekta. Men ingen annan
kontroll än den rent visuella finns på att kalkylformlerna och
sambandstypografin också är av typen felsäker — risken för överföringsfel i
visuella kontroller finns alltid.
Tabell 5 — ..................................................... — Kontrollräkning: EsRxyT-EPSeq8106 — 36 ellipsekvationer:
Kalkylkortets testvärden
i Tabell5 — mindre utrymmeskrävande —
har utformats som i T4 men enklare enligt
FELSÄKERBILDEN är i bägge
fallen, i vilket fall, densamma: Kalkylcellernas inskrivna i OK-kontrollerade —
felsäkra — sambandsformer garanterar INTE att författaren också har skrivit ut
Den algebraiska formen på korrekt sätt — men felmöjligheten bör vara minimal
med dessa (dubbla) kontroller:
Tab5EkvKart: Tabell5
dSambabdet: EPSfört.
SÄRSKILDA ELLIPSUTVECKLINGAR — originalet från Aug1981:
y R E :
Sambandsformerna som har
tagits med här
(ett urval — komplexen inom den geometriska matematiken är synnerligen
omfattande)
har använts från och till
under hela det förberedande utvecklingsarbetet inom matematiken (och geometrin)
som grund för sakinnehållet i Universums Historia (@Internet från Aug2008),
främst perioden från runt 1980 till nu (Feb2019).
END.
Elementarytorna
Elementarytorna
ämnesrubriker
innehåll
htm-ORIGINALFRAMSTÄLLNINGEN från 2009 med gängse konventionella matematiska särskilda tecken i
SYMBOL
———————————————————————————————————————————————————————
Sfärens
Yta och Sfärens Volym — i enkla klassiska härledningar
Förteckning till härledningarna
Förskjutningssatsen
— 2A = bh
KonVolymen
från kubens 6 delpyramider — V(CON) = Ah/3
Exempel:
UPPKLIPPNING — cirkulära konen med rektangulär basyta
Cylindervolymen
genom UPPKLIPPNING — V(CYL) = 2 pi r2h
Sfärvolymen genom Cylindervolymens
uppklippning
— Konanalogi med
sfärvolymen V(KON) = AREA h/3 = V(SPH)
= 2 pi r · 2r · r/3 = 4 pi r3/3
SFÄRYTAN
UR Sfärvolymen genom Cylindervolymens uppklippning — A(SPH) = 2 pi r · 2r =
4 pi r2
Klassiska geometrins ytbegrepp
Cirkeln
— omkrets 2 pi R, yta pi R2, sektoryta Rs/2
Konen
— cirkelsektorn Rs/2
formar konens mantelyta
Konytan — R pi r
— Konytan via tyngdlinjen — R·2·pi·(T=r/2)
— konytan R2piT, cylinderns yta 2piTR, stympade konens yta 2piTR, cylinderns yta 2pirh, tyngdlinjens rotationsyta 2piTl
Historia —
Guldins Regler, Paul Guldin 1577-1643
Cirkelbågens tyngdpunkt PREFIXxSIN
Sfärytan via
tyngdpunktssatsen — 4pir2
— godtyckligt från origo (2pir)x
— cirkelbågens tyngdpunkt från origo R=kr/l
— cirkelbågens tyngdpunkt från origo via kordan
k och radien r, obs acos i radianer: R=k/2[acos(k/2r)]
— cirkelbågens tyngdpunkt från origo via båglängden
s: R=(1/s)2r2cos(s/2r)
— cirkelbågens tyngdpunkt från origo via radianvinkeln
a=A°(pi/180): R=a·cos(a/2)·2r
Halvcirkelns
tyngdpunkt — R=r(2/pi) = r(0,6366197)
Sfärytan och
cylinderytan genom perceptionsanalysen
SfärytanCylindern
— A = (pir/2)2 · 8 · 1/(pi/2) =
4pir2
Sfären och Cylindern genom
Förskjutningssatsen
Sfärytan genom förskjutningssatsen
KONENS BASYTA FÖRENAR SFÄREN MED CYLINDERN
GENOM FÖRSKJUTNINGSSATSEN
OCH DEFINIERAR SAMTIDIGT SFÄRENS VOLYM FRÅN
CYLINDERNS VOLYM
Sfärytan och Cylinderytan
— Sfärvolymen och Cylindervolymen
SFÄRYTAN ÄR IDENTISK MED OMSKRIVNA
CYLINDERYTAN GENOM FÖRSKJUTNINGSSATSEN 2pir ·
2r
SFÄRENS VOLYM ÄR CYLINDERNS VOLYM MINUS DE
BÄGGE KOMPAKTA ÄNDKONERNA V(SPH)=2r(pr2) —
2[V(CON)] .. = 4pir3/3
Sfärvolymerna i illustrerad sammanställning
— Sektor, Zon, Segemnt
Sfärvolymen
via integralkalkylen — dV=piy2dx — V=4pir3/3
Sfärytan via integralkalkylen — = 4pir2
— = Ah/3
—
Lunds
Universitet — webbreferens
Förteckning ÖVER EllipsArtiklarna i UNIVERSUMS HISTORIA
———————————————————————————————————————————————————————
TILLÄGGSAVSNITT Feb2019 MED GÄNGSE
KONVENTIONELLA MATEMATISKA SÄRSKILDA TECKEN i Unicode
— vissa webbläsare accepterar
inte det konventionella naturvetenskapliga ENHETLIGA teckensnittet SYMBOL =
Grekiska Alfabetet,
utan envisas med att ha
ett UNICODE ”sådant” för VARJE teckensnitt — bara med resultatet att
ENHETLIGHETEN HAR FÖRLORATS.
Du kan hoppa över det här:
— Varför inte göra slag i
saken direkt och börja med YTREWQ-tangentbord — MED enter LÄNGST UPP? Det vore väl
KUL.
— Man måste ju förnya
sig, sa maken som hade tröttnat på hustruns utseende redan efter första dagen.
— INTERNET är så väldigt
innovativt. Pekplattor för tårna är, helt säkert, på väg — för folk som vill
solbada ifred, med hörlurar.
WebbINTERNETprogrammakarna, väldigt
innovativa typer, sprider ut enhetligheterna på otaliga ställen
— sökträffar med
GummiStudsEffekter, m.m. Jättefint.
Verkligen högintelligent DatorUtveckling, typ TopGun: ”The best of the best”.
— Och vanliga
textproducenter får arbeta (hårt) för att försöka lappa ihop och släta över »så
att det ser fint ut» i den egna produktionen.
JätteUtbildad Planetbefolkning. JätteA i
matte, och sådär. MIT. Forskningsanslag ges bara till personer med PhD.
Jättefint.
———————————————————————————————————————————————————————
Härledningarna till PERSPEKTIVELLIPSERNA I HPG
The
Polygonian Arc — PolygonCirklarna
Illustrerad
SUMMERANDE UTVECKLINGSHISTORIA
Perspektivbegreppet,
citat 1926
Plangeometrisk
Projektion av ett PerspektivGeometriskt grundläggande elementärt Begrepp
referenser
[BKL]. BONNIERS KONVERSATIONS LEXIKON Band I-XII med SUPPLEMENT, Alb. Bonniers Boktryckeri, Stockholm 1922-1929
MAC, i Universums Historia ofta använd förkortning för Modern Akademi (eng. Modern ACademy)
TNED — Related PHYSICS And MATHEMATICS — Se särskild djupbeskrivning av innebörden i begreppet relaterad framställning.
(Toroid Nuclear Electromechanical Dynamics), eller Toroidnukleära Elektromekaniska Dynamiken är den dynamiskt ekvivalenta resultatbeskrivning som följer av härledningarna i Planckringen h=mnc0rn, analogt Atomkärnans Härledning. Beskrivningen enligt TNED är relaterad, vilket innebär: alla, samtliga, detaljer gör anspråk på att vara fullständigt logiskt förklarbara och begripliga, eller så inte alls. Med TNED förstås (således) också
RELATERAD FYSIK OCH MATEMATIK. Se även uppkomsten av termen TNED i Atomkärnans Härledning.
SHORT ENGLISH — TNED
in general is not found @INTERNET except under this domain
(Universe[s]History, introduced @INTERNET 2008VII3).
TNED or Toroid
Nuclear Electromechanical Dynamics is the dynamically equivalent resulting
description following the deductions in THE PLANCK RING, analogous AtomNucleus’
Deduction. The description according to TNED is related,
meaning: all, each, details claim to be fully logically explainable and
understandable, or not at all. With TNED is (hence) also understood RELATED
PHYSICS AND MATHEMATICS. See also the emergence of the term TNED in AtomNucleus’
Deduction.
Senast uppdaterade version: 2019-03-01
*END.
Stavningskontrollerat 2009-05-26 ¦ 2019-02-24.
rester
*
åter till portalsidan ·
portalsidan är www.UniversumsHistoria.se
∫ √ L τ π ρ ħ
ε UNICODE — often used charcters in mathematical-technical-scientifical
descriptions
σ
ρ ν ν π τ γ λ η ≠ √ ħ
ω → ∞ ≡ ↔↕ ħ ℓ
Ω
Φ Ψ Σ Π Ξ Λ Θ Δ
α
β γ δ ε λ θ κ π ρ τ φ
σ ω ∏ √ ∑ ∂ ∆ ∫ ≤ ≈
≥ ← ↑ → ∞
↓
ζ
ξ ϑ
Arrow symbols, direct via Alt+NumPadKeyboard: Alt+24 ↑; 25
↓; 26 →; 27 ←; 22 ▬
23
↨ — also 18 ↕; 29 ↔
Alt+NumPad 0-25, 26-...
☺☻♥♦♣♠•◘○◙♂♀♪♫☼►◄↕‼¶§▬↨↑↓
→←∟↔▲▼
!”#$%&’()*+,-./♦812...
*
PNG-justerad 2011-10-10
åter till portalsidan ·
portalsidan är www.UniversumsHistoria.se