目次
1.パップス・ギュルダンの定理
2.トーラスの体積・表面積
3.球の表面積
4.球の体積
4.球の体積
球の体積の公式を求めてみます。
次のような公式です。
球の体積
球の体積 = 4/3×半径×半径×半径×3.14
この公式は,もうパップス・ギュルダンの定理を利用しなくても求めることができます。
すでにわかっている,球の表面積を使えば,球の体積も求めることができるのです。
球の表面積
球の表面積 = 半径×半径×4×3.14
球の表面を,右の図のように碁盤の目のように細かく分けます。
分けたうちの1つの部分は,右の図のように四角すいになっています。
本当は底面が四角形ではなくてちょっと曲がっていますが,すご〜く細かく分ければ,ほとんど四角すいといってもよくなるのです。
よって,球の体積は,すご〜くたくさんの四角すいの体積の合計,と考えることができます。
ところで1つの四角すいの体積は,底面積×高さ÷3 ですね。
この,高さというのは,球の半径のことです。
ですから,すご〜くたくさんの四角すいの体積の合計は,
すご〜くたくさんの四角すいの底面積の合計×半径÷3
となります。
ここで,すご〜くたくさんの四角すいの底面積の合計 というのは,球の表面積のことですから,
球の体積=球の表面積×半径÷3
球の表面積は,すでにパップス・ギュルダンの定理を利用して,求めてあります。
球の表面積
球の表面積 = 半径×半径×4×3.14
ですから,球の体積は,次のようになります。
球の体積
=球の表面積×半径÷3
=(半径×半径×4×3.14)×半径÷3
=4÷3×半径×半径半径×3.14
4÷3の部分は,分数として4/3と表すことができますから,
球の体積
球の体積 = 4/3×半径×半径×半径×3.14
これで,球の体積の公式を求めることができました。
(証明終)
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