1.球的體積公式的推導
基本思想方法: 先用過球心 的平面截球 ,球被截面分成大小相等的兩個半球,截面⊙ 叫做所得半球的底面.
(1)第一步:分割.
用一組平行于底面的平面把半球切割成 層.
(2)第二步:求近似和.
每層都是近似于圓柱形狀的“小圓片”,我們用小圓柱形的體積近似代替“小圓片”的體積,它們的和就是半球體積的近似值.
(3)第三步:由近似和轉化為精確和.
當無限增大時,半球的近似體積就趨向于精確體積. (具體過程見課本)
2.定理:半徑是 的球的體積公式為:
3.體積公式的應用
求球的體積只需一個條件,那就是球的半徑.兩個球的半徑比的立方等于這兩個球的體積比.
球內(nèi)切于正方體,球的直徑等于正方體的棱長;正方體內(nèi)接于球,球的半徑等于正方體棱長的倍(即球體對角錢的一半);棱長為 的正四面體的內(nèi)切球的半徑為,外接球半徑為。也可以用微積分來求,不過不好寫
球體面積公式:
可用球的體積公式+微積分推導
定積分的應用:旋轉面的面積。好多課本上都有,推導方法借助于曲線的弧長。
讓圓y=√(R^2-x^2)繞x軸旋轉,得到球體x^2+y^2+z^2≤R^2。求球的表面積。
以x為積分變量,積分限是[-R,R]。
在[-R,R]上任取一個子區(qū)間[x,x+△x],這一段圓弧繞x軸得到的球上部分的面積近似為2π×y×ds,ds是弧長。
所以球的表面積S=∫<-R,R>2π×y×√(1+y'^2)dx,整理一下即得到S=4πR^。