球的體積公式的推導過程,球體積公式怎麼推匯出來的

時間 2021-08-30 10:56:45

1樓:亥舉戶泰和

不論怎麼推導,都需要用到極限的思想,可能需要到高二學極限的時候能講到。如果不用極限,則需要用到高等數學微積分知識。

1.如果已知球體表面積是s=4πr²,那麼可以這樣想:想像球是由無數多個非常細的圓錐構成的,球的體積就是所有圓錐的體積之和,假設細分成n個這樣的錐形,當n趨近於無窮大時,如果每個圓錐底面面積為s,那麼ns就是球的表面積,而錐形的高就近似是半徑r,所以錐形的體積是sr/3。

加起來後,整個球的體積就是nsr/3,ns是球的表面積。所以球的體積就等於球表面積乘以r/3,因為球的表面積是4πr²,所以球的體積就是 4πr³/3。

2.如果你不知道球體表面積,可以這樣做:假設把球分割成很n多個半徑從小到大圓形的薄片,當n趨近無限大時,每個薄片的體積加和就是個半球的體積。

假設球的半徑為r,先看其中一個第i層的薄片(從上半球底部向頂部數),它的底面半徑可以用勾股定理求出ri=√

(i=1,2,3...n),這一層薄片的體積大約為vi≈π·ri²·(r/n)=(πr³/n)·[1-(i-1)²/n²] ,

(i=1,2,3...n)

半球體積v/2=

σvi=

v1+v2+v3+...+vn

(i=1,2,3...n) ,

(i=1,2,3...n)

=(πr³/n)·

,(i=1,2,3...n)

=(πr³/n)· ,

(i=1,2,3...n)

注意:(1²+2²+3²+...+n²)/n=1/6·n·(n+1)·(2n+1)

=(πr³/n)·

,(i=1,2,3...n)

=πr³[1-(n-1)(2n-1)/6n²]

,(i=1,2,3...n)

=πr³[1-(1-1/n)(2-1/n)/6n]

,(i=1,2,3...n)

當n趨向於無限大時,1/n趨向於0

所以當n趨向於無限大時,半球體積

v/2=2πr³/3

球體積v=4πr³/3

如果不知道球的表面積,可以用這個結論按照方式1反過來去推導球的表面積。

2樓:後翰抄雁風

將一個底面半徑r高為r的圓柱中心挖去一個等底等高的圓椎。剩下的部分與一個半球用平面去割時處處面積相等。等出它們體積相等的結論。

而那個被挖體的體積好求。就是半球體積了。v=2/3πr^3

。因此一個整球的體積為4/3πr^3

球是圓旋轉形成的。圓的面積是s=πr^2,則球是它的積分,根據積分公式可求相應的球的體積公式是v=4/3πr^3

3樓:匿名使用者

用到大學高等數學中的三重積分!如果你是高中生得等到大學才懂!

4樓:

如果你學過微積分,那麼球的體積可以通過二重積分或三重積分來做。

如果沒有學過,那麼中學裡面有一個祖亙(音,那個字打不出來,是祖沖之的兒子)原理:如果兩個立體的所有的平行截面的面積均相等,則二者體積相等。

做法如下:

將半球作為一個立體,

以球的半徑為底面半徑,以球的半徑為高的圓柱體,中間挖去一個同樣的底和高的圓錐體。將這個立體作為第二個立體,。

可以證明上述兩個立體的水平截面的面積均相等,於是半球的體積為 pi*r^2*r-1/3*pi*r^2*r=2/3*pi*r^3

由此可得球的體積公式4/3*pi*r^3

5樓:計致包秀媚

這個是個高等積分,簡單的說就是圓的面積求積分,得到體積=πr³×4/3.

6樓:愛我就別踩我

樓上的不對挖````高中學的內容啊``````1解:將一個底面半徑r高為r的圓柱中心挖去一個等底等高的圓椎。剩下的部分與一個半球用平面去割時處處面積相等。

等出它們體積相等的結論。而那個被挖體的體積好求。就是半球體積了。

v=2/3πr^3 。因此一個整球的體積為4/3πr^3 球是圓旋轉形成的。圓的面積是s=πr^2,則球是它的積分,可求相應的球的體積公式是v=4/3πr^3

2解:你可以學學愛迪生,將球挖個小眼,灌滿水,然後將水倒進量杯就算出體積拉!!!

祝你學習進步!!!!誠答~~~~~~~

球體積公式怎麼推匯出來的

7樓:小小芝麻大大夢

證明:證:v=4/3×πr^3

欲證v=4/3×πr^3,可證1/2v=2/3×πr^3做一個半球h=r, 做一個圓柱h=r

∵v柱-v錐

= π×r^3- π×r^3/3

=2/3π×r^3

∴若猜想成立,則v柱-v錐=v半球

根據祖?原理:夾在兩個平行平面之間的兩個立體圖形,被平行於這兩個平面的任意平面所截,如果所得的兩個截面面積相等,那麼,這兩個立體圖形的體積相等。

∴若猜想成立,兩個平面:s1(圓)=s2(環)1.從半球高h點截一個平面 根據公式可知此面積為π×(r^2-h^2)^0.5^2=π×(r^2-h^2)

2.從圓柱做一個與其等底等高的圓錐:v錐 根據公式可知其右側環形的面積為π×r^2-π×r×h/r=π×(r^2-h^2)

∵π×(r^2-h^2)=π×(r^2-h^2)∴v柱-v錐=v半球

∵v柱-v錐=π×r^3-π×r^3/3=2/3π×r^3∴v半球=2/3π×r^3

由v半球可推出v球=2×v半球=4/3×πr^3證畢。

8樓:黎祖南

最佳答案

證明:證:v=4/3×πr^3

欲證v=4/3×πr^3,可證1/2v=2/3×πr^3

做一個半球h=r, 做一個圓柱h=r

∵v柱-v錐

= π×r^3- π×r^3/3

=2/3π×r^3

∴若猜想成立,則v柱-v錐=v半球

根據祖?原理:夾在兩個平行平面之間的兩個立體圖形,被平行於這兩個平面的任意平面所截,如果所得的兩個截面面積相等,那麼,這兩個立體圖形的體積相等。

∴若猜想成立,兩個平面:s1(圓)=s2(環)

1.從半球高h點截一個平面 根據公式可知此面積為π×(r^2-h^2)^0.5^2=π×(r^2-h^2)

2.從圓柱做一個與其等底等高的圓錐:v錐 根據公式可知其右側環形的面積為π×r^2-π×r×h/r=π×(r^2-h^2)

∵π×(r^2-h^2)=π×(r^2-h^2)

∴v柱-v錐=v半球

∵v柱-v錐=π×r^3-π×r^3/3=2/3π×r^3

∴v半球=2/3π×r^3

由v半球可推出v球=2×v半球=4/3×πr^3

證畢。擴充套件資料:

球體性質,用一個平面去截一個球,截面是圓面。球的截面有以下性質:

1、球心和截面圓心的連線垂直於截面。

2、球心到截面的距離d與球的半徑r及截面的半徑r有下面的關係:r^2=r^2-d^2

球面被經過球心的平面截得的圓叫做大圓,被不經過球心的截面截得的圓叫做小圓。

在球面上,兩點之間的最短連線的長度,就是經過這兩點的大圓在這兩點間的一段劣弧的長度,我們把這個弧長叫做兩點的球面距離。

9樓:

如果你學過微積分,那麼球的體積可以通過二重積分或三重積分來做。

如果沒有學過,那麼中學裡面有一個祖亙(音,那個字打不出來,是祖沖之的兒子)原理:如果兩個立體的所有的平行截面的面積均相等,則二者體積相等。

做法如下:

將半球作為一個立體,

以球的半徑為底面半徑,以球的半徑為高的圓柱體,中間挖去一個同樣的底和高的圓錐體。將這個立體作為第二個立體,。

可以證明上述兩個立體的水平截面的面積均相等,於是半球的體積為 pi*r^2*r-1/3*pi*r^2*r=2/3*pi*r^3

由此可得球的體積公式4/3*pi*r^3

10樓:愛我就別踩我

樓上的不對挖````高中學的內容啊``````1解:將一個底面半徑r高為r的圓柱中心挖去一個等底等高的圓椎。剩下的部分與一個半球用平面去割時處處面積相等。

等出它們體積相等的結論。而那個被挖體的體積好求。就是半球體積了。

v=2/3πr^3 。因此一個整球的體積為4/3πr^3 球是圓旋轉形成的。圓的面積是s=πr^2,則球是它的積分,可求相應的球的體積公式是v=4/3πr^3

2解:你可以學學愛迪生,將球挖個小眼,灌滿水,然後將水倒進量杯就算出體積拉!!!

祝你學習進步!!!!誠答~~~~~~~

11樓:匿名使用者

這個就是把球一層層切割,球體變成一個個小圓柱了

12樓:翼飛

是通過高等數學中的微積分來推導

現有一個圓x^2+y^2=r^2 在xoy座標軸中 讓該圓繞x軸轉一週 就得到了一個球體

球體體積的微元為dv=π[√(r^2-x^2)]^2dx∫dv=∫π[√(r^2-x^2)]^2dx 積分割槽間為[-r,r]求得結果為

4/3πr^3

13樓:鹿笙小記

由平行截面面積求體積

圖畫的有點不好,第一次投稿望被採納??

14樓:華騰試劑

球的半徑為r、面積f=4πr^2。將球分割成底面積為δf、頂點在球心的n個相等的多稜椎,每個多稜椎的體積為δv=rδf/3。

球體積v=σ[1,n]rδf/3=r/3*σ[1,n]δf。

當n-->∞、而δf-->0時,v=lim[n-->∞]r/3*σ[1,n]δf=rf/3=4πr^3/3。

球的體積公式怎麼推匯出來的,要詳細的過程

15樓:匿名使用者

如果您學了微積分,那麼可以積分求球的體積公式。

16樓:

把表面分成來許多近

自似方格,每個方格面積ds,連線方格點與球心,得到高等於r的稜錐體,每個的微體積dv=(1/3)ds.r

全部加起來:

v=(1/3)rs,

其中s是球的表面積,s=4πr²,代入:

v=(1/3)r.4πr²=(4/3)πr³

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