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圓錐體的體積公式是怎麽推匯出來的?

2012-09-10知識

首先我們把圓錐放在座標軸上考慮:

把一個圓錐放在座標軸上

接下來,我們為了一般化,將該圓錐的高設為h,底面半徑設為r;

接著我們寫出當 x\in \text{(0,}h\text{)} 時我們垂直於x軸截圓錐得到的截面的半徑為 R=\frac{r}{h}x

我們可將圓錐分為一個個小圓柱(每個圓柱的高都為 \varDelta x ),求出一個個小圓柱的體積;

並求和後就可以近似出這個圓錐的體積;

我們先寫出一個圓柱的體積運算式: V=\pi \left( \frac{r}{h}x \right) ^2\varDelta x

再將所有小圓柱的體積和寫成黎曼和的形式: \sum{}\pi \left( \frac{r}{h}x \right) ^2\varDelta x

當 \varDelta x 趨近於0時,就可以寫成定積分: \int_0^h{\pi \left( \frac{r}{h}x \right) ^2dx}

求解可得: \int_0^h{\pi \left( \frac{r}{h}x \right) ^2dx}=\frac{\pi r^2}{h^2}\left[ \frac{1}{3}x^3 \right] _{0}^{h}=\frac{1}{3}\pi r^2h

即得出圓錐的一般體積公式為 V=\frac{1}{3}\pi r^2h