球的体积和表面积公式具体推导过程精编版

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2021年02月21日 14:54
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2021年2月21日发(作者:北京石油化工学院地址)


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1..3.2


球的体积和 表面积(


1


)



设球的半径为


R


,将半径


OAn


等分,过这些分点作平


面把半球切割成


n


层,每一层都是近似于圆柱形状的“小


圆片”

< br>,这些“小圆片”的体积之和就是半球的体积。





由于“小圆片”近似于圆柱形状,所以它的体积也近


似于圆柱的体积。它的高就是“小圆片”的厚度


就是“小圆片”的下底面 。





由勾 股定理可得第


i


层(由下向上数)


“小 圆片”的下底面半径:



R


n


,底面


R


r


i



R


2



[


(


i


< br>1


)]


2


n

,


(


i


=


1,2,3


,···,


n


)

< p>


第


i


层“小圆片”的体 积为:



R


2


V


≈


π


r


i< /p>


·


n


=



R


3



< p>
i



1





1



n



n





2


< /p>


(


i


=


1,2, 3


,···,


n


)



,




半球的体积:


V


半径=


V


1


+


V

< br>2


+···+


Vn


< p>
≈



R


3


1


2


{


1

+(


1


-


2


n


n


2


2


) +(


1


-


2


n


(


n



1


)


2


)+···+[


1


-


n


2


]


(注:


1


2


]


}



=



R


3


1


2



2


2






< br>(


n



1


)


2


[


n


-


n


n


2



2


2







n


2



1


n

< br>(


n



1


)(


2


n



1


)


)



6< /p>


1


1




(


1



)(


2



)





R


1

< br>(


n



1


)


n


(


2


n



1


)


(


n



1


)(


2


n



1

< p>
)


3


3


n


n



=


[

n


-


2



=



R


(


1< /p>



)=



R



1




2


n


6


6


n


6


n


< br>






3



①





当所分的层数不断增加,也就是说 ,当


n


不断变大时,①式越来越接近于半球的

< br>


体积,如果


n


无限变大,就能 由①式推出半径的体积。





事实上,


n


增大,


V


半径


1


1


就越 来越小,当


n


无限大时,


趋向于


0


,这时,有



n< /p>


n


2


3


4


3


=



R

< p>
,所以,半径为


R


的球的体积为:



V


=


R



3


3


1


-


-


-


-


-


-


-


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