球体表面积

绝世美人儿
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2021年02月21日 11:22
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2021年2月21日发(作者:铁骑突出刀枪鸣)


球体表面积



球体表面积是指球面所围成的几何 体的面积,它包括球面和球面所围成的空间。



1


公式



球体 表面积公式


2


公式证明



把一个半径为


R


的球的上半球横向切成


n


(无穷大)份,



每份等高



并且把每份看成一个类似圆 台,其中半径等于该类似圆台顶面圆半径



则从下到上第


k


个类似圆台的侧面积


S(k)=2


π


r(k)×h



其中


r(k)=√[R^2


-


< p>
kh



^2],


h=R ^2/{n√[R^2


-



kh



^2}.


S(k)=2

< br>π


r(k)h=(2


π


R^2) /n





S=S(1)+S(2)+„„+S(n)= 2


π


R^2;


乘以

< br>2


就是整个球的表面积


4


π


R^2;


可以把半径为


R


的球看成像洋葱一样分成


n

< br>层,


每层厚为


=



设第


k


层与球心的距


离为< /p>


r=r(k)=k


,面积为一个关于


r( k)


的函数设为


S(r)


,则


k


层的体积


V(k)=S(r)*




所以


V=


V(k)=


S(k


)*


=< /p>


S(r)*


Δ


r=


,


也就是


V(r)=




可以知道


V(r)=4/3


π


r^3,


所以同时求导就可得


S( r)=4


π


r^2




一个圆锥所占空间的大小,叫做这个圆锥的体积.



一个圆锥的体积等于与它等底等高



的圆柱的体积的


1/3



根据圆柱体积公式


V=Sh



V=


π


r^2h


),得出圆锥体积公 式:


S


是圆柱的底面积,


h

< p>
是圆柱的高,


r


是圆柱的底面半径。



证明:



把圆锥沿高分成


k




每份高



h/k,




n


份半径:


n×r÷k




n


份底面 积:


pi×nx2×rx2÷kx2




n


份体积 :


pi×h×nx2×rx2÷kx3


总体积


(1+2+3+4+5+...+n)


< p>
:pi×h×(1x2+2x2+3x2+4x2+...+kx2)×rx2/kx3



1x2+2x2+3x2+4x2+...+kx2=k×(k+1) ×(2k+1)÷6



∴总体积


(1 +2+3+4+5+...+n)



:pi*h*(1x2+2 x2+3x2+4x2+...+kx2)*rx2/kx3


=pi*h*rx2* k*(k+1)*(2k+1)/6kx3


=pi*h*rx2*(1+1/k)*(2+1/k)/6





n


越来越大,总体积越接近于圆锥体积,


1/k


越接近于


0


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-


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