不可思議的牟合方蓋,為何能用它計算球的體積?

2025-06-19 13:05:06 字數 2745 閱讀 3426

1樓:劉沛雯

<>不可思議的牟合方蓋,為何能用它計算球的體積?牟合方蓋與球的體積比是4:π;球體積的計算和球表面積是相關的,可以一併討論。

最早給出球體積計算公式的是古希臘數學家阿基公尺德,距今2200多年。中國古代最早解決這個問題的是南北朝的祖緪,比阿基公尺德晚了七百多年。阿基公尺德用了乙個春虛漂亮的初等技巧,介紹如下:

計算半徑為r的下半球體積:作該下半球外切圓柱體(半徑和高都=r),同時再作該圓柱體的內接圓錐體(底面半徑和高都=r)。容易發現在任何乙個水平截面上(距頂面x),下半球截面面積=π(r²-x²),圓錐體截面面積=πx²;二者之和=πr²,即圓柱體的截面面積。

所以下半球的體積與圓錐體的體積(⅓πr³)之和=圓柱體的體積(πr³)所以球體積=4πr³/3。

根據體積公式,表面積顯然就是4πr²。這裡有個小問題:為什麼計算(椎體)體積時要/3?

這個和計算(三角)面積時要/2是同乙個扒模燃問題,可以做個小習題(用拼接法即可)。實際上這個可以一直推廣到任意高維空間,n維空間裡的超椎體的「超體積」都是底面積(n-1維)×高/n。這個用數學歸納法也很好證明,可以作為高中奧數習題。

當然一旦掌握了微積分,這類問題就不再有任何難度。不管是體積還是表面積,乙個碼伏最簡單的三角函式積分就搞定了。一毛錢的技巧都不需要。

數學的發展是個去技巧化的程序。這就是個例子。球的圓周長(2πr)*球的直徑(2r)就是球的表面積(4πr^2),球的表面積(4πr^2)積分就是球的體積(4/3πr^3),球的表面積*1/3*半徑r也是球的體積,類似於椎體的體積1/3*底面積*高,因為是半徑垂直於球面,圓的周長(2πr)積分就是圓的面積(πr^2)。

2樓:小白家美食

牟合方蓋是一種數學領域的計算方式,用衫橘它來計算球笑滑的體積是非常快捷的,而這碰塌臘個方程式也被正式的提出應用在數學領域。

3樓:帳號已登出

我覺得他確實能用計算機來解決,而且這樣的話他的幫助這些都是很大的。

4樓:路非鹿邑

可以,因為牟合方蓋的體積正好是球體的四分之一。

不可思議的牟合方蓋,怎麼才能用它計算球的體積?

5樓:王貝貝呀呀呀

中國古代數學家發現了牟合方蓋這樣乙個立體,再運用祖

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