圆柱圆锥的体积
上次我们说了圆柱和圆锥的表面积,而三维立体图形,除表面积之外,还有一个重要的部分:体积。
首先我们来看看圆锥的体积:
圆柱的体积
其实圆柱的体积上次我们提到过,公式是底面积×高。那么我们已经知道了公式,知道了要怎么求一个圆柱的体积。但是如果说我们只需知道一个公式,而对过程觉得无所谓,那这篇论文也就没意义了。我们现在先来探索一下圆柱的体积。
圆柱的底面积是一个圆,我们要用它来×高,为什么呢?让我们来思考一下:我们试着用平移的方式把圆柱的底面,也就是圆,向上或者向下平移任意一段距离,这里你们应该明白了,平移的距离其实就是圆柱的高,也就是两个底面之间的距离。我们可以把,其中一个底面当作最开始的圆形,另一个底面就可以当作圆形平移与高相等的距离之后的位置。中间的部分不就是圆柱的高吗?
所以我们就可以用这个平移的过程来证明我们刚刚说的公式了。高其实就相当于圆平移之后的距离,两个底面中间的部分则是平移的轨迹。所以底面积×平移的距离,不正好就是圆柱的体积吗?所以我们就证实了我们刚才列出来的公式:圆柱的体积=底面积×高。那么我们用字母来表示,这个公式就是V(体积)等于S(面积)H(高)。这就是圆柱的体积,那么接下来我们来讨论一下看上去比较复杂的圆锥体积。
圆锥的体积
圆锥的体积并不能通过平移的方式得到,他的两个底面的面积非但不同,而且差异极大。是无法通过平移得到的,但是我们可以找到与一个圆锥等底等高的一个圆柱,进行对比。我们让圆柱和圆锥的的底面重合,然后你就会发现它们的高是相等的。放在一起的话就好对比了,那么这个时候,就要看原著的体积是圆锥的几倍了,因为这样才能通过圆柱的体积得到圆锥的体积:1/3SH。
这时我们就做了一个实验:做了拥有等底等高关系的圆柱和圆锥组成的整体,然后往空白处填沙,看看要几次才能填满(装沙子的容器必须是和我刚刚所说的圆锥体积一样的圆锥)。同时,这个次数也就是圆柱体积与圆锥体积之间的倍数关系。
经过测试之后,我们发现,一共需要三次才能填满,也就是说,圆柱的体积是圆锥体积的三倍,这也证实了我们刚才所说的“1/3SH”,所以这就是圆锥的体积。但是我们只是在通过物理实验证明,得出了结论,并不一定代表我们用了严谨的数学逻辑去推理了这个过程,只能说这是一个近似值,也许准确的数字就在三左右,可能是2.8 ,可能是3.1 ,至于是几,就要看谁能算出来了。
这就是圆柱与圆锥的体积。