วงรี

รูปวงรี ( จากภาษาละตินovum ' ไข่' ) คือเส้นโค้งปิดในระนาบที่มีลักษณะคล้ายโครงร่างของไข่[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]คำนี้ไม่ได้มีความเฉพาะเจาะจงมากนัก แต่ในบางสาขาของคณิตศาสตร์ ( เรขาคณิตเชิงฉายการเขียนแบบทางเทคนิคฯลฯ) จะมีการกำหนดความหมายที่แม่นยำกว่า ซึ่งอาจรวมถึงแกนสมมาตรหนึ่งหรือสองแกนของวงรีในภาษาอังกฤษทั่วไป คำนี้ใช้ในความหมายที่กว้างกว่า คือ รูปทรงใดๆ ที่ทำให้นึกถึงไข่[ 4 ]รูป วงรี ในสามมิติเรียกว่ารูปไข่[ 2 ]
รูปทรงวงรีในทางเรขาคณิต
คำว่า"วงรี"เมื่อใช้เพื่ออธิบายเส้นโค้งในทางเรขาคณิตนั้นไม่มีนิยามที่ชัดเจนนัก ยกเว้นในบริบทของเรขาคณิตเชิงฉาย เส้นโค้งหลายเส้นมักถูกเรียกว่าวงรีหรือกล่าวว่ามี "รูปทรงวงรี" โดยทั่วไปแล้ว เส้นโค้งระนาบที่จะเรียกว่าวงรีได้นั้น ควรมีลักษณะคล้ายกับโครงร่างของไข่หรือวงรี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลักษณะเหล่านี้เป็นลักษณะทั่วไปของวงรี:
- เส้นโค้ง เหล่านี้สามารถหาอนุพันธ์ได้ (ดูเรียบ) [ 5 ]เรียบง่าย (ไม่ตัดกันเอง) นูนปิดและเป็นเส้นโค้งระนาบ
- รูปทรงของมันไม่ต่างจากรูปวงรีมากนัก และ

- โดยทั่วไปรูปวงรีจะมีแกนสมมาตรแต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไป
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของรูปวงรีที่อธิบายไว้ในที่อื่น:
รูปไข่คือ พื้นผิวในพื้นที่สามมิติที่เกิดจากการหมุนเส้นโค้งรูปไข่รอบแกนสมมาตร คำ ว่า "รูปไข่" (ovoidal)และ "รูปไข่" (ovate)หมายถึง มีลักษณะเป็นรูปไข่ และมักใช้เป็นคำพ้องความหมายของ "รูปทรงไข่"

เรขาคณิตเชิงฉาย
- ในระนาบเชิงโปรเจกทีฟ เซต ของจุด Ωเรียกว่าวงรีถ้า:
- เส้นตรงl ใดๆ จะตัดกับΩได้ไม่เกินสองจุด และ
- สำหรับจุดใดๆP ∈ Ωจะมีเส้นสัมผัสt เพียงเส้นเดียวที่ ผ่านจุดPนั่นคือt ∩ Ω = { P }
สำหรับระนาบจำกัด ( กล่าวคือเซตของจุดมีจำนวนจำกัด) จะมีการกำหนดลักษณะที่สะดวกกว่าดังนี้: [ 6 ]
- สำหรับ ระนาบเชิงโปรเจกที ฟจำกัดอันดับn ( กล่าวคือเส้นตรงใดๆ ประกอบด้วยจุดn + 1จุด) เซต ของจุด Ω จะเป็นรูป วงรีก็ต่อเมื่อ| Ω | = n + 1และไม่มีจุดสามจุดใดอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน
รูปไข่ในปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟคือเซต Ωของจุดต่างๆ ที่มีคุณสมบัติดังนี้:
- เส้นตรงใดๆ จะตัดกับΩ ได้ไม่เกิน 2 จุด
- เส้นสัมผัส ณ จุดหนึ่งครอบคลุมระนาบไฮเปอร์ (และไม่มีอะไรมาก ไปกว่านั้น) และ
- Ωไม่มีเส้นตรงอยู่ภายใน

ใน กรณี จำกัดเฉพาะมิติ 3 เท่านั้นที่จะมีรูปทรงไข่ ลักษณะเฉพาะที่สะดวกคือ:
- ในปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟจำกัด3 มิติ อันดับ n > 2เซตจุด Ω ใดๆ จะเป็นรูปไข่ก็ต่อเมื่อ | Ω |และไม่มีจุดสามจุดใดอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน[ 7 ]
รูปไข่
รูปร่างของไข่สามารถประมาณได้จากครึ่งด้าน "ยาว" ของทรงรีแบบยาว(prolate spheroid ) ที่เชื่อมต่อกับครึ่งด้าน "สั้น" ของทรงรีแบบกลม( ellipsoid ) หรืออาจจะเป็นทรงรีแบบแบนเล็กน้อย (lably oblate spheroid ) โดยทั้งสองส่วนนี้เชื่อมต่อกันที่เส้นศูนย์สูตรและมี แกน สมมาตรการหมุนหลักร่วม กัน ดังแสดงในภาพด้านบน แม้ว่าคำว่า " รูปไข่"โดยทั่วไปจะหมายถึงการขาดสมมาตรการสะท้อนผ่านระนาบเส้นศูนย์สูตรแต่ก็อาจหมายถึงทรงรีแบบยาวที่แท้จริงได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่ออธิบาย รูปทรง สองมิติที่หากหมุนรอบแกนหลักแล้วจะได้พื้นผิวสามมิติ

นิยามทางคณิตศาสตร์ของรูปวงรี
จากความหมายของคำว่า "รูปไข่" ( เช่น "ไข่") รูปไข่หมายถึงการแสดงภาพไข่แบบแบน เนื่องจากในธรรมชาติมีไข่หลายรูปทรงคำอธิบายทางคณิตศาสตร์จึงควรแสดงรูปทรงไข่แบบแบนของไข่แต่ละแบบออกมา[ 8 ]สามารถนำมิติหลักสี่มิติ ( การวัด ) มาใช้เป็น พารามิเตอร์ กำหนด รูปไข่ได้: [ 9 ]
- ความยาวL ,
- ความกว้างสูงสุดB ,
- การเลื่อนwของความกว้างสูงสุดจากจุดศูนย์กลางนั่นคือจากจุดx = L /2 และ
- ความกว้างDpณ จุดที่อยู่ห่างปลายแหลม1/4 ของความยาว
ดังนั้นสูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับรูปวงรีจึงสามารถเขียนได้ดังนี้: [ 9 ] ซึ่ง
การใช้งานรูปทรงวงรีที่มีการดัดแปลงต่างๆ จะสะดวกกว่าเมื่อใช้ ความยาวหน่วย ( L = 1) และพารามิเตอร์ของวงรีจะแสดงเป็นการรวมกันของค่าต่างๆ ตามธรรมเนียมโดยใช้ ดัชนีนั่นคือดัชนี รูปร่าง ( B / L ) ดัชนี ความไม่สมมาตร ( w / L ) และ ดัชนี ความเรียว ( Dp B ) [ 9 ]ด้วยเหตุนี้ สูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับวงรีหน่วยจึงสามารถเขียนได้ดังนี้: [ 9 ]
ค่าดัชนีที่หลากหลายช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงวงรีได้หลากหลายรูปแบบนับไม่ถ้วน ตั้งแต่รูปทรงเรขาคณิต มาตรฐาน เช่นวงกลม และวงรี ไปจนถึงรูปทรงวงรีแบบคลาสสิกคล้ายไข่ และรูป ทรงที่แปลกใหม่ยิ่งกว่าเช่นรูปทรงลูกแพร์และรูปทรงกรวยคู่[ 9 ]
- รูปทรงวงรีแบบต่างๆ:ภาพวงรีแสดงค่าต่างๆ ของดัชนีหลักทั้งสามตัว
- วงกลมB / L = 1 w / L = 0 D / B = 0.866
- วงรีB / L = 0.75 w / L = 0 D / B = 0.866
- ไข่คลาสสิกB / L = 0.75 w / L = 0.06 D / B = 0.8
- ไข่ทรงกรวยสองด้านB / L = 0.7 w / L = 0.07 D / B = 0.73
ค่าบางค่าของดัชนีความเรียวช่วยให้สามารถแปลงวงรีแบบคลาสสิกเป็นวงรีซูเปอร์ได้: [ 9 ]
- วงรีที่มีค่าดัชนีที่ช่วยให้สามารถสร้างภาพของซูเปอร์วงรี ได้
- B / L = 0.75 w / L = 0 D / B = 0.825
- B / L = 0.75 w / L = 0 D / B = 0.885
ภาพวาดทางเทคนิค

ในงานเขียนแบบทางเทคนิครูปวงรีคือรูปทรงที่สร้างขึ้นจากส่วนโค้ง สองคู่ ที่มีรัศมี ต่างกัน (ดูภาพด้านขวา) ส่วนโค้งทั้งสองเชื่อมต่อกันที่จุดซึ่งเส้นสัมผัสกับส่วนโค้งทั้งสองที่เชื่อมต่อกันอยู่บนเส้นเดียวกัน ทำให้รอยต่อเรียบเนียน จุดใดๆ บนรูปวงรีจะอยู่บนส่วนโค้งที่มีรัศมี คงที่ (สั้นกว่าหรือยาวกว่า) แต่ในรูปวงรี รัศมีจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
ในภาษาพูดทั่วไป
ในภาษาพูดทั่วไป คำว่า "รูปไข่" หมายถึงรูปทรงคล้ายไข่หรือวงรี ซึ่งอาจเป็นสองมิติหรือสามมิติ นอกจากนี้ยังมักหมายถึงรูปทรงที่คล้ายครึ่งวงกลม สองวง ต่อกันด้วยสี่เหลี่ยมผืนผ้าเช่นสนามคริกเก็ตสนามสเก็ตความเร็วหรือลู่กรีฑาอย่างไรก็ตาม คำที่ถูกต้องที่สุดคือ "สนามกีฬา"

คำว่า "วงรี" มักใช้แทนกันได้กับคำว่า "รูปไข่" แต่มีความหมายทางคณิตศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงกว่า[ 10 ]คำว่า "สี่เหลี่ยมผืนผ้า" ก็ใช้หมายถึงรูปไข่เช่นกัน[ 11 ]แม้ว่าในทางเรขาคณิต สี่เหลี่ยมผืนผ้าจะหมายถึงสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีด้านที่อยู่ติดกันไม่เท่ากัน ไม่ใช่รูปโค้ง[ 12 ]
ดูเพิ่มเติม
- วงรี
- โดมทรงรี
- สนามกีฬา (เรขาคณิต)
- สัญลักษณ์ของโดม
- Vesica piscis – รูปไข่ปลายแหลม
หมายเหตุและเอกสารอ้างอิง
หมายเหตุ
- ↑ 1911 Encyclopædia Britannica/Oval.
- 1 2 "รูปทรงวงรี: ความหมาย คุณสมบัติ การสร้าง ตัวอย่าง" . Cuemath: เรขาคณิต . วิลมิงตัน รัฐเดลาแวร์ สหรัฐอเมริกา: CueLearn Inc. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2026-03-27 . เรียกดูเมื่อ2026-04-28 .
- ↑ Huerta, S. (ตุลาคม 2550). "โดมรูปไข่: ประวัติศาสตร์ เรขาคณิต และกลศาสตร์" (PDF) . Nexus Network Journal . 9 (2): 211– 248. doi : 10.1007/s00004-007-0040-3 . eISSN 1522-4600 . ISSN 1590-5896 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 13 เมษายน 2555 . สืบค้นเมื่อ28 เมษายน 2569 .
- ↑ "Oval: ความหมายของ oval ในภาษาอังกฤษ"พจนานุกรมเคมบริดจ์เคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และฝ่ายประเมินผล 2026 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2026-03-07 เรียกดูเมื่อ2026-04-28
- ↑ถ้าคุณสมบัตินั้นสมเหตุสมผล: บนแมนิโฟลด์ที่สามารถหาอนุพันธ์ได้ ในบริบททั่วไป อาจต้องการเพียงเส้นสัมผัสที่ ไม่ซ้ำกัน ณ แต่ละจุดของเส้นโค้ง
- ↑ Dembowski 1968 , หน้า 147. sfn error: no target: CITEREFDembowski1968 ( help )
- ↑ Dembowski 1968 , หน้า 48. sfn error: no target: CITEREFDembowski1968 ( help )
- ↑ Dixon, R. (1991). Mathographics . ชุดคณิตศาสตร์เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจของโดเวอร์; ชุดวิทยาศาสตร์ทั่วไป. นิวยอร์ก, นิวยอร์ก, สหรัฐอเมริกา: สำนักพิมพ์โดเวอร์ . ISBN 0486266397.
- 1 2 3 4 5 6 Narushin, VG; Orszulik, ST; Romanov, MN; Griffin, DK (เมษายน 2026). "วงรีคืออะไร อย่างเป็นทางการและโดยรวม? คำอธิบายทางคณิตศาสตร์แบบเก่าและแบบใหม่" . การคำนวณ . 14 (5) 101. บาเซิล สวิตเซอร์แลนด์: MDPI . doi : 10.3390/computation14050101 . ISSN 2079-3197 .
- ↑ "คำจำกัดความของคำว่า ellipse ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน โดยพจนานุกรม Oxford"พจนานุกรมNew Oxford American Dictionaryสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย Oxfordเก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-09-27 เรียกดูเมื่อ2018-07-09
- ↑ "ความหมายของคำว่า oblong ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน โดยพจนานุกรม Oxford"พจนานุกรมNew Oxford American Dictionaryสำนักพิมพ์ Oxford University Press เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-09-24 เรียกดูเมื่อ2018-07-09
- ↑ Joyce, David E. (1996). "Euclid's Elements: Book I. Definition 22" . Mathematics web pages . Worcester, MA, USA: Dept. of Maths and Computer Science, Clark University . Archived from the original on 2025-10-20 . Retrieved 2026-04-28 .
– Of
quadrilateral
figures...
เอกสารอ้างอิง
- เดมโบสกี้, พี. (1968) เรขาคณิตจำกัดErgebnisse der Mathematik และ Grenzgebiete ฉบับที่ 44. เบอร์ลิน, นิวยอร์ก: สปริงเกอร์-แวร์แลก . ไอเอสบีเอ็น 3-540-61786-8. MR 0233275 . สืบค้นเมื่อ2026-04-28 .