您好,現在軟糖來為大家解答以上的問題。球體積公式推導,球體積公式相信很多小伙伴還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
1、為了讓數學界的同行對球體公式的推導方法和過程能夠進一步了解,免得往后對我(魏德武)產生質疑,現將二種球體推導的方法和過程都一一展示出來:一,第一種從“下而上”不足近似值逼近(比實際值小)準確值推導法:設球的半徑為R,半球體高的平分數為n;r1,r2,r3----rn分別為各不同圓柱餅的半徑,具體推算步驟如下:根據直角三角形定理,先求出每個圓柱餅的半徑得:(1)r1=根號R^2-(R/n)^2,r2=根號R^2-(2R/n)^2,r3=根號R^2-(3R/n)^2-----rn=根號R^2-(nR/n)^2.(2)然后再求出每個圓柱餅的體積之和:V=V1+V2+V3------=πR/nR^2-(R/n)^2}+πR/nR^2-(2R/n)^2}+πR/nR^2-(3R/n)^2}---++----πR/nR^2-(nR/n)^2}=πR^3/n(1-1^2/n^2+1-2^2/n^2+1-3^2/n^2----+1-n^2/n^2)=πR^3/nn-(1^2+2^2+3^2--+--n^2)/n^2}=πR^3/nn-n(n+1)(2n+1)/6n^2=πR^31-(2n^2+3n+1)/6n^2}=πR^31-(2+3*1/n+1/n^2)/6}=πR^31-(1+1/n)(2+1/n)/6}(注:當n取無窮大時1/n趨向于0)得半球的體積V=4/6πR^3后再乘以2。
2、即:整球的體積公式V=4/3πR^3。
3、二,第二種從“上而下”過剩近似值逼近(比實際值大)準確值推導法:設球的半徑為R,半球體高的平分數為n;r1,r2,r3----rn分別為各不同圓柱餅的半徑,具體推算步驟如下:根據直角三角形定理,先求出每個圓柱餅的半徑得:(一),(1)r1=根號R^2-(R-R/n)^2,(2)r2=根號R^2-(R-2R/n)^2,(3)r3=根號R^2-(R-3R/n)^2---++---(n)rn=根號R^2-(R-nR/n)^2,(二)再求出每個圓柱餅的體積之和:V=V1+V2+V3------=πR/nR^2-(R-R/n)^2}+πR/nR^2-(R-2R/n)^2}+πR/nR^2-(R-3R/n)^2}---++----πR/nR^2-(R-nR/n)^2}=πR^3/n2/n-(1/n)^2}+πR^3/n2×2/n-(2/n)^2}+πR^3/n2×3/n-(3/n)^2}+πR^3/n2n/n-(n/n)^2}=πR^3/n2×(1+2+3--+--n)/n-(1^2+2^2+3^2---++-n^2)/n^2}=πR^3/nn(n+1)/n-n(n+1)(2n+1)/6n^2}=πR^3(n^2+n)/n^2-(2n^2+3n+1)/6n^2}=πR^3(6n^2+6n-2n^2-3n-1)/6n^2=πR^3(4n^2+3n-1)/6n^2=πR^3(4+3/n-(1/n)^2)}/6=πR^3(4-1/n)(1+1/n)/6.(注:當n取無窮大時1/n趨向于0)得半球的體積V=4/6πR^3,最后再乘以2,得:整球的體積公式V=4/3πR^3。
4、綜上所述:事實證明二種推導結果完全一致,只是前者較為簡單,后者更為復雜而已,建議學生還是采用前者更便捷!。
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