Квадратура (в астрономии)

Квадрату'ра в астрономии, одна из характерных конфигураций, т. е. взаимных положений, Солнца, планет, Луны на небесной сфере. Подробнее см. Конфигурации в астрономии.

Квадратура круга

Квадрату'ра кру'га, задача о разыскании квадрата, равновеликого данному кругу. Под К. к. понимают как задачу точного построения квадрата, равновеликого кругу, так и задачу вычисления площади круга с тем или иным приближением. Задачу о точной К. к. пытались решить первоначально с помощью циркуля и линейки. Математика древности знала ряд случаев, когда с помощью этих инструментов удавалось преобразовать криволинейную фигуру в равновеликую ей прямолинейную (см., например, Гиппократовы луночки). Попытки решения задачи о К. к., продолжавшиеся в течение тысячелетий, неизменно оканчивались неудачей. С 1775 Парижская АН, а затем и др. академии стали отказываться от рассмотрения работ, посвященных К. к. Лишь в 19 в. было дано научное обоснование этого отказа: строго установлена неразрешимость К. к. с помощью циркуля и линейки.

  Если радиус круга равен г, то сторона равновеликого этому кругу квадрата равна

. Таким образом, задача сводится к следующей: осуществить построение, в результате которого данный отрезок (r) был бы умножен на данное число (). Однако графическое умножение отрезка на число осуществимо циркулем и линейкой, если упомянутое число — корень алгебраического уравнения с целыми коэффициентами, разрешимого в квадратных радикалах. Т. о., окончательная ясность в вопросе о К. к. могла быть достигнута на пути изучения арифметической природы числа p. В конце 18 в. нем. математиком И. Ламбертом и французским математиком А. Лежандром была установлена иррациональность числа p. В 1882 нем. математик Ф. Линдеман доказал, что число p (а значит и ) трансцендентно, т. е. не удовлетворяет никакому алгебраическому уравнению с целыми коэффициентами. Теорема Линдемана положила конец попыткам решения задачи о К. к. с помощью циркуля и линейки. Задача о К. к. становится разрешимой, если расширить средства построения. Уже греч. геометрам было известно, что К. к. можно осуществить, используя трансцендентные кривые; первое решение задачи о К. к. было выполнено Диностратом (4 в. до н. э.) при помощи специальной кривой — так называемые квадратрисы (см. Линия). О задаче нахождения приближённого значения числа p см. в ст. Пи.

  Лит.: О квадратуре круга (Архимед, Гюйгенс, Ламберт, Лежандр). С приложением истории вопроса, пер. с нем., 3 изд., М. — Л., 1936; Стройк Д. Я., Краткий очерк истории математики, пер. с нем.,2 изд., М., 1969.

Квадратура (матем.)

Квадрату'ра (лат. quadratura — придание квадратной формы), 1) число квадратных единиц в площади данной фигуры. 2) Построение квадрата, равновеликого данной фигуре. 3) Вычисление площади или интеграла (см. Интегральное исчисление).

Квадратурные формулы

Квадрату'рные фо'рмулы формулы, служащие для приближённого вычисления определённых интегралов по значениям подинтегральной функции в конечном числе точек. Наиболее распространённые К. ф. имеют вид:

,

где x₁, x₂..., x_n — узлы К. ф., А₁, А₂, …А_n — её коэффициенты и R_n — остаточный член. Например,

,

где a £ x £ b (формула трапеций). Иногда К. ф. называют также формулами механических, исчисленных квадратур. См. также Котеса формулы, Симпсона формула, Чебышева формула.

  Лит.: Крылов В. И., Приближенное вычисление интегралов, 2 изд., М 1967.

Квадривиум

Квадри'виум (лат. quadrivium, буквально — пересечение четырех дорог), повышенный курс светского образования в средневековой школе, состоявший из 4 предметов: музыки, арифметики, геометрии и астрономии. Вместе с начальным курсом тривиумом К. составлял так

называемые «семь свободных искусств».

Квадрига

Квадри'га (лат. quadriga), античная (древнегреческая, римская) колесница на 2-х колёсах, запряжённая четвёркой лошадей, расположенных в 1 ряд: возница управлял ими стоя. Лёгкие К. применялись для конских состязаний, занимавших большое место в Олимпийских и др. общественных играх. Описания этих состязаний есть у Гомера, Вергилия и др. античных авторов. Массивными К. пользовались императоры и полководцы-победители для торжественных процессий. Скульптурные изображения К. с античными божествами или аллегорическими фигурами славы, счастья и т.п. в качестве возниц служили украшением античных строении. Барельефы с изображением К. часто встречаются на античных медалях, камеях и геммах. В России и Западной Европе 18—19 вв. К. украшались фронтоны монументальных здании и триумфальные арки.

Квадриллион

Квадриллио'н (франц. quadrillion), число, изображаемое единицей с 15 нулями, т. е. число 10¹⁵. Иногда К. называют число 10²⁴.

Квадрируемая область

Квадри'руемая о'бласть, область, имеющая определённую площадь, или, что то же — определённую плоскую меру в смысле Жордана (см. Мера множества). Отличительным свойством К. о. D является возможность заключить её «между» двумя многоугольниками так, чтобы один из них содержался внутри данной К. о., другой, напротив, содержал её внутри, а разность их площадей могла бы быть произвольно малой. В этом случае существует только одно число, заключённое между площадями всех «охватывающих» и «охватываемых» многоугольников; его и называют площадью К. о. D. Свойства квадрируемых областей: если К. о. D содержится в К. о. D₁, то площадь D не превосходит площади D₁; область D, состоящая из двух непересекающихся К. о. D₁ и D₂, квадрируема, и её площадь равна сумме площадей областей D₁ и D₂; общая часть двух К. о. D₁ и D₂ снова является К. о. Для того чтобы область D была квадрируема, необходимо и достаточно, чтобы её граница имела площадь, равную нулю; существуют области, не удовлетворяющие этому условию и, следовательно, неквадрируемые.

Квадруполь

Квадрупо'ль (от лат. quadrum — четырёхугольник, квадрат и греч. pólos — полюс), система заряженных частиц, полный электрический заряд и электрический дипольный момент которой равны нулю. К. можно рассматривать как совокупность двух одинаковых диполей с равными по величине и противоположными по направлению дипольными моментами, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (см. рис.). На больших расстояниях R от К. напряженность его электрического поля E убывает обратно пропорционально четвёртой степени R (E ~ 1/R⁴), а зависимость Е от зарядов и их расположения описывается в общем случае набором из пяти независимых величин, которые, вместе составляют квадрупольный момент системы. Квадрупольный момент определяет также энергию К. во внешнем электрическом поле. В частном случае К., изображенных на рис., квадрупольный момент по абсолютной величине равен 2ela, где е — заряд, l — размер диполей, а — расстояние между центрами диполей. К. является мультиполем 2-го порядка.