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superellipse 計算ツール

superellipse 計算ツール(無料・オンライン)。数値を入力すると瞬時に結果が表示され、計算式・手順・計算例も確認できます。すべてブラウザ内で計算され、登録は不要です。

中国語版: 超椭圆在线计算器

superellipse 計算ツール
半轴 a
半轴 b
指数 n(|x/a|ⁿ + |y/b|ⁿ = 1,n = 2 圆 / n = 4 方圆 / n → ∞ 矩形)

原理

超椭圆(superellipse,Lamé 曲线):|x/a|ⁿ + |y/b|ⁿ = 1。n = 2 是椭圆,0 < n < 2 向内凹陷(n = 2/3 的特例即星形线),n > 2 向外鼓成「方圆」,n → ∞ 退化为矩形。

面积有 Γ 函数闭式:A = 4ab·Γ(1+1/n)²/Γ(1+2/n)(Lanczos 逼近求 Γ)。n = 4、a = b = 1 时 A = 3.708149354603——恰为 √2×ϖ(双纽线常数),一条漂亮的联系。周长无初等闭式(需第一类椭圆积分的推广),故本工具不输出周长。

使用步骤

① 输入半轴 a、b 与指数 n;② 点击计算得到面积与采样点高度;③ 试 n = 1(菱形,A = 2ab)、n = 2(椭圆 πab)、n = 4、n = 10 感受形状演化。

计算示例

a = b = 1:n = 2 时 A = π = 3.141592653590;n = 3 时 A = 3.533277500571;n = 4 时 A = 3.708149354603;n = 6 时 A = 3.855242593320;x = 0.5 处上边界 y(4) = 0.983994835633。

注意事项

Piet Hein 1959 年为斯德哥尔摩塞尔维利亚广场设计 n ≈ 2.5 的「超级椭圆」后,该曲线成为家具与道路设计的经典语言;丹麦 superellipse 家具多用 a/b = 6/5、n = 2.5。

常见问题

Q:为什么不输出周长?A:超椭圆周长涉及一般化的不完全椭圆积分,除 n = 2、n = 1 等特例外无闭式,端点附近的可积奇点也让数值积分收敛缓慢——给出误差不可控的数字不如不给。

Q:n 可以取小数或负数吗?A:0 < n < 2 合法(内凹形,含星形线 2/3);n ≤ 0 无界或不构成封闭曲线,工具拒绝。

参考值区(同源数值校验)

Γ(5/4) = 0.906402477055、Γ(3/2) = 0.886226925453(Lanczos g=7,误差 < 1e−13);a = b = 1、n = 4:Γ 公式 A = 3.708149354603 与 shoelace 72 万点复算一致。

superellipse 計算ツールの使い方

  1. 各入力欄に自分の数値を入力します — 各欄に求める値の説明があります。
  2. 入力すると結果は即座に更新されます。「計算」ボタンは不要です。
  3. 結果カードで主要な数値、手順、実務上の注意点を確認できます。

よくある質問

superellipse 計算ツールは無料ですか?

はい — Calcton の数学の計算ツールはすべて無料で、登録も不要です。入力データはブラウザ内で処理され、サーバーには送信されません。

このツールの中国語版はありますか?

はい。上の中国語版へのリンクをご利用ください。同じ計算ツールを簡体字中国語インターフェースで利用できます。

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