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【趣味数学题】阿基米德的球与圆柱

2021-11-27 09:41 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

郑涛(Tao Steven Zheng)著

【问题】

在《论球与圆柱》第一卷中,古希腊数学家阿基米德(Archimedes of Syracuse,约公元前 287 年 - 212 年)发现(sphere)与外切圆柱(circumscribed cylinder)的体积比率。圆柱的高和宽等于球的直径。求得球与外切圆柱的体积比率。

球与外切圆柱

【题解】

设球的半径为 r。因为圆柱底面的直径和圆柱的高与球的直径相等,则圆柱的底面半径为 r,高为 h%20%3D%202r

球的体积公式是 %20V_%7B%E7%90%83%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B4%5Cpi%20r%5E3%7D%7B3%7D%20;圆柱体的积公式是 V_%7B%E5%9C%86%E6%9F%B1%7D%20%3D%20%5Cpi%20r%5E2%20h。所以外切圆柱的体积是

%20V_%7B%E5%9C%86%E6%9F%B1%7D%20%3D%20%5Cpi%20r%5E2%20%5Ctimes%202r

V_%7B%E5%9C%86%E6%9F%B1%7D%20%3D%202%5Cpi%20r%5E3

因此,球与外切圆柱的体积比率为

V_%7B%E7%90%83%7D%3AV_%7B%E5%9C%86%E6%9F%B1%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B4%5Cpi%20r%5E3%7D%7B3%7D%3A2%5Cpi%20r%5E3

V_%7B%E7%90%83%7D%3AV_%7B%E5%9C%86%E6%9F%B1%7D%20%3D%202%3A3

阿基米德




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