[Excel関数]水平直円柱セグメントの体積や表面積を計算するHCYLSEGMENTカスタムワークシート関数群

コード

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' [Excel関数]水平直円柱セグメントの体積や表面積を計算するHCYLSEGMENTカスタムワークシート関数群 
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'* @fn Public Function HCYLSEGMENTSUR(ByVal r As Variant, ByVal h As Variant, ByVal w As Variant) As Variant
'* @brief 水平直円柱セグメントの半径、高さ及び幅から水平直円柱セグメントの表面積を求めます。
'* @param[in] r 水平直円柱セグメントの半径を指定します。
'* @param[in] h 水平直円柱セグメントの高さを指定します。
'* @param[in] w 水平直円柱セグメントの幅を指定します。
'* @return Variant 水平直円柱セグメントの表面積を返します。
'* @note 関数名の由来：Horizontal CYLindrical SEGMENT SURface area
'* @note 直円柱セグメントとは、直円柱を円に対して直角に分割した形状の立体です。
'* @note 水平直円柱セグメントとは､直円柱セグメントを横倒しにした立体です｡
'* @note 缶ジュースを横に倒した際の､中のジュースの形と一致します｡
Public Function HCYLSEGMENTSUR(ByVal r As Variant, ByVal h As Variant, ByVal w As Variant) As Variant

    '中心角
    Dim rad As Double
    Dim cs As Double: cs = 1 - h / r

    Select Case (cs)
    Case 1:     rad = 0
    Case -1:    rad = 6.28318530717959 '2Pi
    Case Else:  rad = 2 * (Atn(-cs / (-cs * cs + 1) ^ 0.5) + 1.5707963267949) '1.5707... = 2 * Atn(1)
    End Select
    
    
    '円弧
    Dim a As Double: a = r * rad
    
    '弦
    Dim c As Double: c = 2 * (h * (2 * r - h)) ^ 0.5
    
    '側面、底面及び上面の面積
    Dim f1a As Double: f1a = rad / 2 * r ^ 2 - (r - h) * (h * (2 * r - h)) ^ 0.5
    Dim f2a As Double: f2a = a * w
    Dim f3a As Double: f3a = c * w
    
    HCYLSEGMENTSUR = f1a + f2a + f3a

End Function

'* @fn Public Function HCYLSEGMENTVOL(ByVal r As Variant, ByVal h As Variant, ByVal w As Variant) As Variant
'* @brief 水平直円柱セグメントの半径、高さ及び幅から水平直円柱セグメントの体積を求めます。
'* @param[in] r 水平直円柱セグメントの半径を指定します。
'* @param[in] h 水平直円柱セグメントの高さを指定します。
'* @param[in] w 水平直円柱セグメントの幅を指定します。
'* @return Variant 水平直円柱セグメントの体積を返します。
'* @note 関数名の由来：Horizontal CYLindrical SEGMENT VOLume
'* @note 直円柱セグメントとは、直円柱を円に対して直角に分割した形状の立体です。
'* @note 水平直円柱セグメントとは､直円柱セグメントを横倒しにした立体です｡
'* @note 缶ジュースを横に倒した際の､中のジュースの形と一致します｡
Public Function HCYLSEGMENTVOL(ByVal r As Variant, ByVal h As Variant, ByVal w As Variant) As Variant
    
    '中心角
    Dim rad As Double
    Dim cs As Double: cs = 1 - h / r

    Select Case (cs)
    Case 1:     rad = 0
    Case -1:    rad = 6.28318530717959 '2Pi
    Case Else:  rad = 2 * (Atn(-cs / (-cs * cs + 1) ^ 0.5) + 1.5707963267949) '1.5707... = 2 * Atn(1)
    End Select
    
    Dim f1a As Double: f1a = rad / 2 * r ^ 2 - (r - h) * (h * (2 * r - h)) ^ 0.5
    
    HCYLSEGMENTVOL = f1a * w
End Function