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祖暅原理與幾何體的體積教學

生活 更新时间:2024-07-22 13:16:52

很多同學平時隻注重解題刷題,卻不知很多方法原理的來曆背景和妙處,往往成了做題的機器,然後會說學數學到底有什麼用,真正讓你用數學知識去解決問題的時候又慌了,今天一起來學習這個人教A版必修裡2立體幾何裡的祖暅原理。


祖暅原理與幾何體的體積教學(計算一些複雜幾何體的體積的方法)1

祖暅是祖沖之的兒子,是一位博學多才的數學家,他繼承家學,在數學上的主要成就是推算出球體的體積公式(很多人會用,但是不知道怎麼來的),祖暅原理也稱祖式原理,一個涉及幾何求積的著名命題,公元656年,唐代李淳風注《九章》時提到祖暅的開立圓術,祖暅在求球體積時,使用的一個原理:“幂勢既同,則積不容異”。

“幂”是截面積,“勢”是立體的高。意思是兩個同高的立體,如在等高處的截面積恒相等,則體積相等。

祖暅原理與幾何體的體積教學(計算一些複雜幾何體的體積的方法)2

下面我們來看看祖暅原理在高考中的應用

祖暅原理與幾何體的體積教學(計算一些複雜幾何體的體積的方法)3

祖暅原理與幾何體的體積教學(計算一些複雜幾何體的體積的方法)4

在西方,球體的體積計算方法雖然早已由希臘數學家阿基米德發現,但“祖暅原理”是在獨立研究的基礎上得出的,且比阿基米德的内容要豐富,涉及的問題要複雜,二者有異曲同工之妙。根據這一原理就可以求出牟合方蓋的體積,然後再導出球的體積。這一原理主要應用于計算一些複雜幾何體的體積上面。在西方,直到17世紀,才由意大利數學家卡瓦列裡發現。于1635年出版的《連續不可分幾何》中,提出了等積原理,所以西方人把它稱之為“卡瓦列裡原理”。其實,他的發現要比我國的祖暅晚1100多年。

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