球面积公式的推导图解,球的最大截面面积公式

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-28 07:44:02

祖暅(音同“更”,四声),又名祖暅之,中国南北朝时期数学家、天文学家,祖冲之之子。同父亲祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式,并据此提出了著名的“祖暅原理”。祖暅原理在西方文献中称为“卡瓦列利原理”,1653年意大利数学家卡瓦列利独立提出,对微积分的建立有重要影响。

祖冲之父子总结了魏晋时期著名数学家刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,这就是著名的祖暅公理(或刘祖原理)。祖暅应用这个原理,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。以长方体体积公式和祖暅原理为基础,可以求出柱、锥、台、球等的体积。

“幂势既同,则积不容异”。“幂”是指水平截面的面积,“势”是指几何体的高。意思是两个等高的几何体,若其任意等高处的水平截面积相等,则这两个几何体的体积相等。

祖暅原理也可以这样理解:夹在两个平行平面间的两个几何体,被平行于这两个平行平面的任何平面所截,如果截得两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等。

球面积公式的推导图解,球的最大截面面积公式(1)

祖暅原理

这个原理很容易理解。取一摞书或一摞纸张堆放在水平桌面上,然后用手推一下以改变其形状,这时高度没有改变,每页纸张的面积也没有改变,因而这摞书或纸张的体积与变形前相等。

球面积公式的推导图解,球的最大截面面积公式(2)

两垛欧元2分硬币具有相同体积

球面积公式的推导图解,球的最大截面面积公式(3)

一摞书的体积与变形前相等

球面积公式的推导图解,球的最大截面面积公式(4)

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