tft每日頭條

 > 生活

 > 球的體積直徑公式

球的體積直徑公式

生活 更新时间:2024-07-21 05:19:56

俗話說“前人栽樹後人乘涼”,古人的一些智慧結晶給我們的生活帶來了非常多的便捷。關于球體積的計算,中西方數學家都做出了傑出的貢獻,因此,我們現在可以直接用數學公式V=(4/3)πr³輕松地計算出球體的體積。這個公式雖然簡單,卻凝結了古今中外多位數學家的心血與汗水。那麼這個公式從何而來呢?

在西方,古希臘數學家稱用多邊形逼近曲線圖形的方法為“窮竭法”,早在公元前3世紀,阿基米德也是用這種方法去計算圓的周長、面積及圓周率的。阿基米德将他自己對球體積的計算一直引以為豪。阿基米德考慮一個球和它的外切圓柱,以及一個輔助的圓錐,其基本做法是将這些立體分割成無數的薄片,并用力學平衡的方法比較它們的體積,最後求得球體積的正确公式,阿基米德的方法可以看成是積分學的先聲。

雖然西方數學家阿基米德對球體積的計算研究的時間更早,但是在我國南北朝時期,祖沖之父子獨立研究出的“祖暅原理”比阿基米德的研究内容要豐富,涉及的問題更複雜。祖沖之和他的兒子祖暅一起,用巧妙的方法解決了球體積的計算問題。

《九章算術》中認為,球體的外切圓柱體與球體積之比等于正方形與其内切圓面積之比,劉徽為《九章算術》作注時指出,原書的說法是不正确的,隻有“牟合方蓋”(垂直相交的兩個圓柱體的共同部分的體積)與球體積之比,才正好等于正方形與其内切圓的面積之比。但劉徽沒有求出兩圓柱體垂直相交部分的體積公式,所以也就得不出球體積公式。祖沖之父子應用“等高處橫截面積常相等的兩個立體,其體積也必然相等”這一原理,求出了“牟合方蓋”的體積。而球體體積等于π/4乘以“牟合方蓋”體積,從而最終算出球體積,這個公式就是著名的“祖暅公理”。

球的體積直徑公式(球體積的前世今生)1

由上圖,我們可知:(1/2)V球=(2/3)πr³,最終可得,V球=(4/3)πr³。球體積的公式便由此推導而來。

球的體積直徑公式(球體積的前世今生)2

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 邊瑩瑩 [責任編輯: 李浩]

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关生活资讯推荐

热门生活资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved