cinzi ha scritto:peccato che le formule scorrano così in fretta sarebbe interessante seguire il calcolo...

quindi l1 ed l2 quali lunghezze sono?

Visto che in questi giorni prima di riprendere l'università (oggi pomeriggio ricomincia) sto seguendo qualche forum, ed avevamo discusso della cosa anche su un forum di metorologia (sempre nella sezione amenità varie ovviamente,

).
Un forumista aveva postato le formule sul forum, ora ti faccio copia e incolla del tutto.
DEFINIZIONE 1
Definiamo la lunghezza totale ℓ del pene la seguente grandezza
ℓ := ℓ₁ + ℓ₂
ove
ℓ₁ è la lunghezza del pene misurato dalla base inferiore fino alla base del glande
ℓ₂ è la lunghezza del glande
DEFINIZIONE 2
Definiamo il pene in questo modo
Ω := Ω₁ U Ω₂
ove
Ω₁ := {(x,y,z) ∈ IR³ : x² + y² = R², 0 ≤ z ≤ ℓ₁} è il tronco del pene [R è il raggio della circonferenza descritta precedentemente]
Ω₂ := {(x,y,z) ∈ IR³ : ...} è il glande
Ho lasciato dei puntini di sospensione perché descrivere il glande dal punto di vista matematico è un vero PROBLEMA.
Come ho già anticipato precedentemente, è necessario infatti trovare l?equazione di una superficie o di una funzione che ne approssimi la forma.
La prima funzione che mi viene in mente è la Campana di Gauss descritta dalla funzione d'equazione
?(x,y) := exp(? y² ? x²)
http://img147.imageshack.us/img147/9158/?
oppure anche il paraboloide d'equazione
?(x,y) := ℓ₂ ? y² ? x²
http://img147.imageshack.us/img147/7274/?
Se usiamo questa seconda funzione per APPROSSIMARE il glande avremo
Ω₂ := {(x,y,z) ∈ IR³ : ℓ₁ ≤ z ≤ ℓ₂ ? y² ? x² }
Adesso non ci resta che fare un po? di sano artigianato.
Per quanto riguarda l'area superficiale del tronco avremo
A_Ω₁ := 2πRℓ₁
Calcoliamo ora l'area della superficie del glande calcolando l'area della superficie sottesa al paraboloide
?(x,y) := ℓ₂ ? y² ? x²
Per farlo useremo una formula che rappresenta l'analogo in DUE variabili del calcoalo la lunghezza di una curva sottesa ad una funzione di UNA variabile.
In una variabile la lunghezza di una curva sottesa ad una funzione ?(x) è data dalla seguente relazione:
L := INTEGRALE tra α & β √(1 + ?'(x)) dx
ove α & β sono gli estremi della curva
In due variabili l'area della superficie sottesa ad una funzione è ?(x,y) data dalla seguente relazione:
A := INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + [∂/∂x [?(x,y)]]² + [∂/∂y [?(x,y)]]²) } dxdy
ove T è l'insieme delimitato dal bordo della superficie.
Nel nostro caso avremo
T := {(x,y) ∈ IR² : x² + y² ≤ ℓ₂ }
?(x,y) := ℓ₂ ? y² ? x²
∂/∂x [? (x,y)] = ∂/∂x [ ℓ₂ ? y² ? x² ] = - 2x
∂/∂y [? (x,y)] = ∂/∂y [ ℓ₂ ? y² ? x² ] = - 2y
e pertanto
A_Ω₂ := INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + [∂/∂x [?(x,y)]]² + [∂/∂y [?(x,y)]]²) } dxdy =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + (-2x)² + (-2y)²) } dxdy =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4x² + 4y²) } dxdy =
A questo punto conviene passare alle coordinate polari per semplificare i calcoli
{x := ϱcos(ϑ)
{y := ϱsen(ϑ)
T := {(ϱ,ϑ) ∈ IR² : 0 ≤ ϱ ≤ √(ℓ₂) , 0 ≤ ϑ ≤ 2π }
Ricordando che applicando il generico cambio di coordinate
{x := φ(u,v)
{y := ψ(u,v)
si definisce "jacobiano della trasformazione" la seguente qualità
J := | . . . ∂/∂u [φ(u,v)] . . ∂/∂v [φ(u,v)] . . . |
. . . .| . . . ∂/∂u [ψ(u,v)] . . ∂/∂v [ψ(u,v)] . . .|
e ricordando che applicando il cambio di coordinate di cui sopra vale la seguente relazione
INTEGRALE DOPPIO su T ?(x,y) dxdy =
= INTEGRALE DOPPIO su T ?( φ(ϱ,ϑ), ψ(ϱ,ϑ)) * det |J| dϱdϑ
nel nostro caso avremo
{x = φ(ϱ,ϑ) = ϱcos(ϑ)
{y = ψ(ϱ,ϑ) = ϱsen(ϑ)
∂/∂ϑ [ ϱcos(ϑ) ] = -ϱsen(ϑ)
∂/∂ϱ [ ϱcos(ϑ) ] = cos(ϑ)
∂/∂ϑ [ ϱsen(ϑ) ] = ϱcos(ϑ)
∂/∂ϱ [ ϱsen(ϑ) ] = sen(ϑ)
J := | . . . ∂/∂u [φ(ϱ,ϑ)] . . ∂/∂v [φ(ϱ,ϑ)] . . . |
. . . .| . . . ∂/∂u [ψ(ϱ,ϑ)] . . ∂/∂v [ψ(ϱ,ϑ)] . . .|
J = | . . . ∂/∂ϱ [ ϱcos(ϑ) ] . . ∂/∂ϑ [ ϱcos(ϑ) ] . . |
. . . | . . . ∂/∂ϱ [ ϱsen(ϑ) ] . . ∂/∂ϑ [ ϱsen(ϑ) ] . .|
J = | . . cos(ϑ) . . -ϱsen(ϑ) . .|
. . . | . . sen(ϑ). . .ϱcos(ϑ) . . |
det |J| = ϱcos²(ϑ) + ϱsen²(ϑ) = ϱ[cos²(ϑ) + sen²(ϑ)] = ϱ
e pertanto
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4x² + 4y²) } dxdy =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4(ϱcos(ϑ))² + 4(ϱsen(ϑ))²) } ϱdϱdϑ =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4ϱ²cos²(ϑ) + 4ϱ²sen²(ϑ)) } ϱdϱdϑ =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4ϱ²(cos²(ϑ) + sen²(ϑ))) } ϱdϱdϑ =
= INTEGRALE DOPPIO su T { √(1 + 4ϱ²) } ϱdϱdϑ =
= {INTEGRALE tra 0 & 2π dϑ} * {INTEGRALE tra 0 & √(ℓ₂) { ϱ√(1 + 4ϱ²) } dϱ } =
= {[ϑ]_calcolato tra 0 & 2π} * {(1/12)√((1 + 4ϱ²)³)]_calcolato 0 & √(ℓ₂)} =
= (2π) * (1/12)[√((1 + 4(√(ℓ₂))²)³) - √((1 + 0)³)] =
= (π/6)[√((1 + 4ℓ₂)³) - 1]
Abbiamo quindi scoperto quanto vale l'area superficiale del glande:
A_Ω₂ := (π/6)[√((1 + 4ℓ₂)³) - 1]
L'area totale della superficie del pene sarà dunque data dalla somma dell'area superficiale del tronco e dell'area superficiale del glande
A := A_Ω₁ + A_Ω₂ := 2πRℓ₁ + (π/6)[√((1 + 4ℓ₂)³) - 1]
Questa formula finale che abbiamo appena ricavato ovvero
A := 2πRℓ₁ + (π/6)[√((1 + 4ℓ₂)³) - 1]
è la formula che permette di calcolare l'area di un pene