一针钉之,围以丝线,末以铅笔代为界之。针引而旋转,即成橢圆形。如图甲己午三点,如法作之,为丑午巳未橢圆,寅丑、寅巳为大半径,寅午、寅未为小半径,寅甲为两心差,己甲为倍两心差。甲午数如寅巳,亦同寅丑,己午如之;二数相和,恆与丑巳同。令午针引至申,甲申、申己长短虽殊,共数不易。甲午同大半径之数如弦,两心差如勾,小半径如股,但知两数,即可以勾股术得不知之一数。若求面积,以平方面率四00000000为一率,平圆面率三一四一五九二六五为二率,大小径相乘成长方面为三率,求得四率为橢圆面积。若求中率半径,大小半径相乘,平方开之即得。然自甲心出线,离丑右旋,如图至戌,甲丑、甲戌之间,有所割之面积,亦有所当之角度。
角积相求,爰有四术:
一曰以角求积,以半径为一率,所知角度正弦为二率,倍两心差为三率,求得四率为倍两心差之端,垂线如己酉。又以半径为一率,所知角度馀弦为二率,倍两心差为三率,求得四率为界度积线,引出之线如甲酉,倍两心差之端垂线为勾自乘。以引出之线,与甲戌、己戌和如巳丑大径者相加为股弦和,除之得较。和、较相加折半为己戌弦,与大径相减为甲戌线。又以半径为一率,所知角正弦为二率,甲戌线为三率,求得四率为戌亥边。又以小径为一率,大径为二率,戌亥边为三率,求得四率为辰亥边。又以大半径寅辰同寅丑为一率,半径为二率,辰亥边为三率,求得四率为正弦,对表得度。又以半周天一百八十度化秒为一率,半圆周三一四一五九二六为二率,所得度化秒为三率,求得四率为比例弧线。又以半径为一率,大半径为二率,比例弧线为三率,求得四率为辰丑弧线,与大半径相乘折半,为寅辰丑分平圆面积。又以大半径为一率,小半径为二率,分平圆面积为三率,求得四率为寅戌丑分橢圆面积。乃以寅甲两心差与戌亥边相乘折半,与寅戌丑相减,为甲戌、甲丑之间所割面积。此其理具本图及平三角、弧三角,其法至密。
二曰以积求角,以两心差减大半径馀得甲丑线自乘为一率,中率半径自乘为二率,甲戌、甲丑之间面积为三率,求得四率为中率面积,如甲氐亢。分橢圆面积为三百六十度,取一度之面积为法除之,即得甲戌、甲丑之间所夹角度,此其理为同式形比例。然甲亢与甲氐同长,甲戌则长于甲丑,以所差不多,借为同数。若引戌至心,甲丑甲心所差实多,仍须用前法求甲戌线,借甲戌甲心相近为同数求之。
三曰借积求积,以所知面积,如图之辛甲丑,用一度之面积为法除之,得面积之度。设其度为角度,于倍两心差之端如庚己丑。以半径为一率,己角正弦为二率,倍两心差为三率,求得四率为甲子垂线。又以半径为一率,己角馀弦为二率,倍两心差为三率,求得四率为己子分边。甲子为勾自乘,己子与大径相减馀为股弦和,除之得股弦较。和、较相加折半得甲庚线。又以甲庚线为一率,甲子垂线为二率,半径为三率,求得四率为庚角正弦,得度与己角相加为庚甲丑角。乃用以角求积法,求得庚甲丑面积,与辛甲丑面积相减馀如庚甲辛,又用以积求角法,求得度,与庚甲丑角相加,即得辛甲丑角。