为什么球的体积是4/3πr^3,这里为什么是4/3,有什么特别的地方吗?

答:球体积里面的4/3并没有特别的地方,只是这个体积公式的系数而已,就像三角形面积公式
“S=1/2*底*高”中的1/2一样。
我们来看半径为r,关于圆的几个公式:
圆的周长L=2πr;
圆的面

本文最后更新时间:  2023-05-23 07:08:25

答:球体积里面的4/3并没有特别的地方,只是这个体积公式的系数而已,就像三角形面积公式

“S=1/2*底*高”中的1/2一样。

我们来看半径为r,关于圆的几个公式:

圆的周长L=2πr;

圆的面积S=πr^2;

球的表面积S=4πr^2;

球的体积V=(4/3)πr^3;

学过微积分的话很容易看出,圆的周长对r积分就是圆的面积,球的表面积对r积分就是球的体积,公式为(C为常数):

∫2πrdr=πr^2+C;

∫4πr^2=(4/3)πr^3+C;

这其中有着深层的联系,比如一个球体,我们在球面取一个二维曲面三角形,当曲面三角形的边长无限小时,曲面三角形近似为平面三角形,三角形的顶点连线球心,就得到一个三棱锥。

三棱锥的高就是r,三棱锥的体积为dV=(1/3)r*dS,那么对整个球面积分,就得到了球的体积:

V=∫(1/3)rdS=(1/3)r*(4πr^2)=(4/3)πr^3;

或者我们也可以规规矩矩地建立直角坐标系,然后得到球的体积公式,如下图:

但是这个看不出公式中系数的意义;又或者我们对比高为R,圆锥和圆柱的体积公式,如下图:

可以看出半球的体积,正好处于圆锥体积和圆柱体积之间,但这仅仅是一个系数而已,系数4/3确实没有特别的地方。

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