Lúnula (geometria)

Na geometria plana, a forma crescente formada por dois círculos que se cruzam é chamada de lúnula. Em cada diagrama, duas lúnulas estão presentes e uma é sombreada em cinza.

Em geometria plana, uma lúnula (Predefinição:Etimologia) é a região côncavo-convexa delimitada por dois arcos circulares. Ela tem uma porção de limite para a qual o segmento de conexão de quaisquer dois pontos próximos se move para fora da região e outra porção de limite para a qual o segmento de conexão de quaisquer dois pontos próximos fica inteiramente dentro da região. Uma região convexa-convexa é chamada de lente.

Formalmente, uma lúnula é o complemento relativo de um disco em outro (onde eles se cruzam, mas nenhum é um subconjunto do outro). Alternativamente, se $A$ e $B$ são discos, então $A\setminus A\cap B$ é uma lúnula.

Quadratura da lúnula

No século 5 aC, Hipócrates de Chios mostrou que a Lúnula de Hipócrates e duas outras lúnulas poderiam ser tornadas quadradas (convertidas em um quadrado com a mesma área) por régua e compasso . Em 1766, o matemático finlandês Daniel Wijnquist, citando Daniel Bernoulli, listou todas as cinco lúnulas quadradas geométricas, somando-se àquelas conhecidas por Hipócrates. Em 1771, Leonard Euler deu uma abordagem geral e conseguiu certa equação para o problema. Em 1933 e 1947 foi provado por Nikolai Chebotaryov e seu aluno Anatoly Dorodnov que essas cinco são as únicas lúnulas quadratáveis.

Área

A área de uma lúnula formada por círculos de raios a e b ( b>a ) com distância c entre seus centros é:

$A=2\mathrm{\Delta }+a^2{\sec }^{-1}\left(\frac{2ac}{b^2-a^2-c^2}\right)-b^2{\sec }^{-1}\left(\frac{2bc}{b^2+c^2-a^2}\right),$

onde ${\text{sec}}^{-1}$ é a função inversa da função secante, e onde

$\mathrm{\Delta }=\frac{1}{4}\sqrt{(a+b+c)(-a+b+c)(a-b+c)(a+b-c)}$

é a área de um triângulo de lados a, b e c .

Ver também

• Arbelos
• Crescente
• Teorema de Gauss-Bonnet
• Lente

Ligações externas

• As Cinco Lúnulas Quadradas em MathPages