為什麼球的表面積4R2正好是球體積43R3的導數

2021-03-07 04:38:29 字數 3256 閱讀 3332

1樓:匿名使用者

證明:先就圓的周長(2πr)也正好是圓的面積(πr^2)的關於r導數證明.

設有一個圓的半徑為r,另一個與它同心的圓的半徑為r+△r.

先看兩個同心圓組成的圓帶,它的面積是π(r+△r)^2-πr^2.當△r相當小時,該圓帶近似為寬為△r的長方形條,其長度近似(π(r+△r)^2-πr^2)/△r.對△r求極限.

lim(π(r+△r)^2-πr^2)/△r就是半徑為r的圓的周長.

而:lim(π(r+△r)^2-πr^2)/△r=πr^2對r的導數=2πr.

關於體積也可以像上面一樣類似的證明,不過換成同心球體就可以了.

受你的啟發,如果把正方形的半邊長當成半徑(即正方形的中心到每邊的距離)。那麼這個發現對正方形、正方體對成立.

2樓:

是微積分的原理。你可以想象一下,把一個球體看成是由無數層的不同半徑的球面一層層糊起來的,就像是洋蔥。這一層層的球面沿著半徑方向疊加在一起就形成一個球,也就是面積沿著半徑方向積分即為體積。

故表面積為體積的倒數。希望能幫到你~~

3樓:孫梅浩

用微積分解釋:

n維球的表面積其實就是n-1維球的體積。維數加1後的體積實際上就是對新的一維求積分。

所以求一次導(也就是一次微分)就降一維。

4樓:匿名使用者

用微積分微元法的觀點看,面積就是線段的積分,體積就是面積的積分。例如球的體積可以看成以圓心為中心,有無數的大小不同的球殼(也就是面積)向外擴充套件,即面積公式在0到r上以r為積分變數的定積分。

5樓:匿名使用者

要想知道原因,可以看看大學高等數學課本里的積分,學了這你就知道原因了

球表面積(4πr^2)與體積(4/3πr^3)的具體推導過程

6樓:匿名使用者

推導圓球的體積和表面

積計算公式的過程是這樣的:

假設圓球的半徑和圓柱的底面半徑相等,都為r,則圓柱的高是2r,或者是d,再用字母和符號表示出圓柱的體積和表面積計算公式,然後分別乘 ,就得出圓球的體積和表面積,最後進行整理。具體過程如下:

v圓柱=πr2×2r

=πr2×(r+r)

=πr3×2

v球=πr3×2×

= πr3

s圓柱=πr2×2+πd×d

=πdr+πdd

=(r+d) πd

=3r×2πr

=6πr2

s球=6πr2×

=4πr2

這樣,圓球的體積和表面積的計算公式就都得出來了

球體的體積公式v==4/3πr^3,表面積s=4πr^2,我發現啊,體積求導就是表面積﹋o﹋ 10

7樓:我不是他舅

圓面積s=πr²

求導是周長

不過這應該只是巧合

8樓:匿名使用者

導數是溝通維度空間的量。二維的是表面積,導數求得的量就是三維的體積 甚至在大學裡還可以推匯出四維五維

9樓:落驛

球體體積求導本來就是表面積,這個是可以證明的

10樓:匿名使用者

圓的面積公式s=πr²,周長公式c=2πr,對面積公式求導後就是周長公式

已知半徑為r的球的體積為v=4/3πr^3,利用導數的定義證明球的表面積為s=4πr^2

11樓:匿名使用者

δv=f(r+δr)-f(r)=4/3π(r+δr^)-3,4/3πr^3=4/3π[(r+δr)^3-r^3]=4/3π(3r^2*δr+3r*δr^2+δr^3)

s=limδv/δr=4/3π(3r^2+3r*δr+δr^2)=4πr^2

δr->0證畢

12樓:匿名使用者

體積就是單位面積上半徑的累積,所以直接s=dv/dr

算一下就是 s=4πr^2

球的表面積公式s=4πr∧2是如何得來的,原理是什麼?

13樓:匿名使用者

先證明球的體積公式.

看一個半徑為r的半球(一個球體的上半部分),和一個底面積為r高為r的圓柱,中間掏空一個底面積為r,高為r的倒立圓錐(尖朝下).

比較這兩個幾何體.任意距底面高度為h處的水平橫截面.

根據勾股定理,球截面面積為π ×(r^2-h^2),掏空後的圓柱截面積為:π ×r^2-π ×h^2

任意截面面積相等,所以這兩個幾何體體積相等.半球體=π ×r^3-π ×r^3/3=(2/3)*π ×r^3

球體積=(4/3)*π ×r^3

再證表面積公式.

把球看成無數個錐體,每個錐體底面積在球表面,尖尖在圓心.組成的一個球(就象切西瓜切成無數塊)

每個錐體的底面各為si,高為r.體積為(1/3)*si*r

全部加起來,v=(1/3)*r*(s1+s2+s3+s4+……)=(1/3)*r*s

故s=3v/r=4π ×r^2

球面總面積為什麼是4πr^2

14樓:完美主

讓圓y=√(r^2-x^2)繞copyx軸旋轉,得到球體x^2+y^2+z^2≤r^2。求球的

表面積。

以x為積分變數,積分限是[-r,r]。

在[-r,r]上任取一個子區間[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^2

15樓:雪糕熱了

因為地球是近似球體,球體的表面積就是4π r^2 。

請問圓球表面積為什麼是4πr²(求證明過程)?

16樓:穿越止戰之殤

用^表示平方把一個半徑為r的球的上半球切成n份 每份等高並且把每份看成一個圓柱,其中半徑等於其底面圓半徑則從下到上第k個圓柱的側面積s(k)=2πr(k)*h其中h=r/n r(k)=根號[r^-(kh)^]s(k)=根號[r^-(kr/n)^]*2πr/n =2πr^*根號[1/n^-(k/n^)^]則 s(1)+s(2)+……+s(n) 當 n 取極限(無窮大)的時候就是半球表面積2πr^乘以2就是整個球的表面積 4πr^

17樓:匿名使用者

這需要用到高等數學知識。

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