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圆锥的体积公式是什么

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  • 2024-05-01 07:41:22

V=1/3Sh=1/3πr^2h。其中,S=πr^2,也即圆锥的底面积,h为圆锥的高。圆锥指的是圆锥面和一个截它的平面(满足交线为圆)组成的空间几何图形。圆锥的顶点到圆锥的底面圆心之间的最短距离叫做圆锥的高。

补充

圆锥是一种几何图形,有两种定义。解析几何定义:圆锥面和一个截它的平面(满足交线为圆)组成的空间几何图形叫圆锥。

立体几何定义

以直角三角形的直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转360度而成的曲面所围成的几何体叫做圆锥。旋转轴叫做圆锥的轴。

垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做圆锥的底面。不垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面。无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边都叫做圆锥的母线。(边是指直角三角形两个旋转边)

圆锥的体积公式是

V= (1/3)π(r^2)h

以前,自以为是的觉得圆锥的体积应该是把直角边分别为r 和 h的直角三角形旋转一圈得到。

首先直角三角形的面积为

(1/2)* r * h,

然后把这个面积看做半径,旋转一周就圆锥的体积了

(1/4)*π * (r^2) *(h^2)

把这个臆测的公式与正确的体积公式作比值:

臆测的公式

正确的体积公式 = (3 *h)/4

为什么当 h 小于 (4/3),臆测的公式得出的结果较小呢?

臆测的公式到底错在哪里

如果说臆测的公式得出的结果总是比实际的值大,还好理解,可以用微分的思想,把三角形看作有厚度的,旋转的时候会把面与面之间重叠部分计算进去,所以得出的结果大于实际值。

但是这么解释好像行不通,当 h 小于 (4/3),臆测的公式得出的结果比真实的较小。

臆测公式的错误在于对圆周率的误用,圆周率π的定义是圆的周长比上直径,不能从二维的圆面积公式π(r^2),去推三维的圆锥和球的体积公式,而是应该采用微积分来推导

根据圆的面积公式,圆周率π的定义也可以是圆的面积比上半径的平方

根据球体体积v=4πR³/3,圆周率π的定义也可以是球体体积v 比 4R³/3

根据球的表面积计算公式S=4πr^2,圆周率π 又可以定义为球直径的平方 比 球的表积

但是根据臆测的公式,圆周率π的定义变成 圆锥的体积 除以 直角边分别为r 和 h的直角三角形的面积的平方, 体积是三维的量,面积的平方则是四维的量,把维度不同的两个量拿来比较,完全没有意义啊,圆周率π不带单位。

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