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今天我们来证明球体的体积公式。球体体积公式是V等于三分之四π乘以r的三次方。我们将使用微积分中的圆盘法来证明这个重要公式。首先建立坐标系,将球心置于原点,半径为r。
圆盘法的基本思想是将球体沿x轴切成无数个薄圆盘。每个圆盘的厚度为dx,在x位置处圆盘的半径为根号下r平方减x平方。因此每个小圆盘的体积是π乘以y的平方再乘以dx。
现在我们来计算积分。球体的体积等于从负r到正r对π乘以r平方减x平方的积分。首先提取常数π,然后对r平方减x平方积分。应用积分公式得到r平方x减x的三次方除以3。代入上下限,经过计算化简,最终得到球体体积公式V等于三分之四π乘以r的三次方。
我们成功证明了球体体积公式V等于三分之四π乘以r的三次方。这个公式告诉我们球体体积与半径的三次方成正比,比例系数约为4.19。这个重要公式在几何学、物理学和工程学中都有广泛应用。
圆盘法的基本思想是将球体沿x轴切成无数个薄圆盘。每个圆盘的厚度为dx,在x位置处圆盘的半径为根号下r平方减x平方。因此每个小圆盘的体积是π乘以y的平方再乘以dx。
现在我们来计算积分。球体的体积等于从负r到正r对π乘以r平方减x平方的积分。首先提取常数π,然后对r平方减x平方积分。应用积分公式得到r平方x减x的三次方除以3。代入上下限,经过计算化简,最终得到球体体积公式V等于三分之四π乘以r的三次方。
我们成功证明了球体体积公式V等于三分之四π乘以r的三次方。这个公式告诉我们球体体积与半径的三次方成正比,比例系数约为4.19。这个重要公式在几何学、物理学和工程学中都有广泛应用。
我们还可以用卡瓦列里原理来验证这个结果。比较半球与圆柱体挖去圆锥体的组合。在相同高度处,两者的截面积始终相等,因此体积也相等。半球体积等于三分之二π乘以r的三次方,所以整个球体体积就是三分之四π乘以r的三次方,验证了我们的积分结果。