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球体的体积如何计算

01月07日 编辑 39baobao.com

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球的体积公式: V球=4/3 π r^3

球的面积公式: S球=4π r^2

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附:推导过程(可能会看不懂(涉及到了大学的微积分),就当学点知识吧,呵呵)

1.球的体积公式的推导

基本思想方法:

先用过球心 的平面截球 ,球被截面分成大小相等的两个半球,截面⊙ 叫做所得半球的底面.

(l)第一步:分割.

用一组平行于底面的平面把半球切割成 层.

(2)第二步:求近似和.

每层都是近似于圆柱形状的“小圆片”,我们用小圆柱形的体积近似代替“小圆片”的体积,它们的和就是半球体积的近似值.

(3)第三步:由近似和转化为精确和.

当 无限增大时,半球的近似体积就趋向于精确体积.

(具体过程见课本)

2.定理:半径是 的球的体积公式为: .

3.体积公式的应用

求球的体积只需一个条件,那就是球的半径.两个球的半径比的立方等于这两个球的体积比.

球内切于正方体,球的直径等于正方体的棱长;正方体内接于球,球的半径等于正方体棱长的 倍(即球体对角钱的一半);棱长为 的正四面体的内切球的半径为 ,外接球半径为 .

也可以用微积分来求,不过不好写

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球体面积公式:

可用球的体积公式+微积分推导

定积分的应用:旋转面的面积。好多课本上都有,推导方法借助于曲线的弧长。

让圆y=√(R^2-x^2)绕x轴旋转,得到球体x^2+y^2+z^2≤R^2。求球的表面积。

以x为积分变量,积分限是[-R,R]。

在[-R,R]上任取一个子区间[x,x+△x],这一段圆弧绕x轴得到的球上部分的面积近似为2π*y*ds,ds是弧长。

所以球的表面积S=∫2π*y*√(1+y'^2)dx,整理一下即得到S=4πR^

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