
弧长(Arc Length)是几何学中描述曲线段长度的基础概念,在汉英词典中通常定义为“平面或空间曲线上两点之间的曲线段长度”(来源:《数学术语标准词典》。其英文对应词为“arc length”,强调对曲线局部或整体长度的量化计算。
从数学表达角度,若圆弧对应半径为( r ),圆心角为( theta )(弧度制),则弧长公式为: $$ s = rtheta $$ 这一公式适用于标准圆弧的计算(来源:《几何学基础》。对于非圆弧的曲线(如抛物线、螺旋线),弧长需通过积分法求解,即: $$ s = int_{a}^{b} sqrt{1 + left( frac{dy}{dx} right) } , dx $$ (来源:《微积分原理与应用》
在应用层面,弧长是工程测量、机械设计、天文学轨道计算的核心参数。例如,桥梁的弯曲结构强度分析需基于精确的弧长数据(来源:《工程数学手册》。汉英词典标注时,常注明其量纲单位为米(m)、厘米(cm)等国际标准单位(来源:《国际单位制标准》。
弧长是指平面或空间中一段连续曲线的实际长度,是几何学中描述曲线形态的重要参数。以下从不同角度详细解释:
基本定义
对于任意光滑曲线(如圆、抛物线、螺旋线等),弧长指曲线上两点间沿曲线路径测量的最短距离。与"弦长"(直线距离)不同,弧长始终≥弦长。
计算公式
圆:若圆心角为θ弧度,半径r,则弧长公式为
$$ L = rθ $$
例如:半径2米的圆,60°(即π/3弧度)圆心角对应弧长=2×(π/3)≈2.094米
函数曲线:对函数y=f(x)在区间[a,b]上的弧长公式为
$$ L = int_{a}^{b} sqrt{1 + [f'(x)]} , dx $$
如抛物线y=x²从x=0到1的弧长≈1.4789
参数方程:对x(t)、y(t)定义的曲线,弧长公式为
$$ L = int_{t_1}^{t_2} sqrt{left(frac{dx}{dt}right) + left(frac{dy}{dt}right)} , dt $$
应用领域
特殊性质
注:实际计算复杂曲线弧长时,常采用数值积分方法或专业数学软件(如MATLAB、Mathematica)进行处理。
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