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球表面积公式和体积公式
来源: 作者:王老师 发布时间:2024-12-10 07:40:37 点击量:95

    球的表面积公式为 S = 4\pi r^2,体积公式为 V = \frac{4}{3}\pi r^3,其中 r 是球的半径。‌

  推导过程

  球的表面积公式可以通过将球投影到xyz坐标系上,将其表面看作是由6个圆面组成,每个圆面的面积都是 \pi r^2,因此球的表面积 S = 6 \pi r^2。由于每个圆面的半径相等,可以简化为 S = 4\pi r^2

  球的体积公式可以通过微积分的方法推导。将球从球心到球表面分成无数层,每层的厚度趋近于零,这部分很薄的体积除以厚度就是球的表面积。通过极限的思想,可以得到球的体积公式 V = \frac{4}{3}\pi r^3


    一、球的表面积公式和体积公式

    1、球的表面积

    球的表面积是指球面所围成的几何体的面积,它包括球面和球面所围成的空间。

    2、球的表面积公式

    设球的半径为$R$,球的表面积由半径$R$唯一确定,所以它的表面积$S$是以$R$为自变量的函数,即$S_球=4πR^2$。

    3、球的体积公式

    $V_球=\frac{4}{3}πR^3$($R$为球的半径)。

    4、球的截面圆的性质

    (1)用一个平面去截球体,截面一定是圆面。

    (2)球面被经过球心的平面截得的圆叫做大圆,被不经过球心的平面截得的圆叫做小圆。

    (3)设小圆的圆心为$O_1$,半径为$r$,大圆的圆心(球的球心)为$O$,半径为$R$,则有:

    ① $OO_1$垂直于平面$⊙O_1$。

    ② $R^2=r^2+d^2$,其中$d$为两圆的圆心距。

    二、球的表面积的相关例题

   应用实例

   在物理学中,球的表面积和体积公式常用于计算球体的表面积和体积。例如,计算一个半径为10厘米的球的表面积和体积:

  •    表面积 S = 4\pi \times 10^2 = 400\pi 平方厘米。
  •    体积 V = \frac{4}{3}\pi \times 10^3 = \frac{4000\pi}{3} 立方厘米。


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