柱锥台球体积
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柱、锥、台、球的体积公式推导(不⽤积分)求这些规则⼏何体的体积如果都要算积分的话,那也太⿇烦了。
本⽂将讨论如何不⽤积分就能得出结论。
虽然不⽤算积分,但也要⽤到积分的思想。
因此本⽂承认以下引理:引理 (袓暅原理) 所有等⾼处横截⾯积相等的两个同⾼⽴体的体积相等柱体对某⼀柱体,构造与之具有相同的底⾯积和⾼的正四棱柱,则由引理可知,该柱体与构造出的正四棱柱具有相同的体积。
⼜因为正四棱柱的体积等于底⾯积乘以⾼,所以该柱体的体积即为底⾯积乘以⾼。
由此可得任意柱体的体积都是底⾯积乘以⾼,即:V柱=Sh锥体对某⼀锥体,构造与之具有相同的底⾯积和⾼的斜三棱锥,并要求它的底⾯是等腰直⾓三⾓形,且直⾓顶点与该斜三棱锥的顶点之间的那⼀条棱与底⾯垂直。
(此⼏何体俗称「墙⾓」)由引理可知,原锥体的体积与构造出的「墙⾓」具有相同的体积。
下证「墙⾓」的体积是底与⾼乘积的三分之⼀。
如图,绿⾊的A1−ABC即为「墙⾓」,∠BAC=90∘, AA1⊥⾯ABC. 把它补成直三棱柱ABC−A1B1C1, 连接BC1.此时这个直三棱柱被分成了三个部分,即A1−ABC, A1−BB1C1和A1−BCC1, 它们的体积和即为该直三棱柱的体积。
因为等底等⾼的三棱锥体积相等(由引理 1 及截⾯和底⾯的相似性易知),且三棱锥可以把任⼀⾯当作底⾯,所以有V A1−BB1C1=V C1−A1B1B=V C1−A1AB以及V A1−BB1C1=V A1−BCC1综合两式得V C1−A1AB=V A1−BB1C1=V A1−BCC1即这三个三棱锥具有相同的体积,⼜因为它们的体积之和即为直三棱柱的体积,所以「墙⾓」的体积就是直三棱柱体积的三分之⼀。
由直三棱柱的体积等于底⾯积乘以⾼可知,「墙⾓」的体积就是底乘⾼的三分之⼀。
所以,原锥体的体积即为底乘⾼的三分之⼀,即:V锥=13Sh台体把台体补成锥体,这样就出现了⼀⼤⼀⼩两个锥体,台体的体积可以看成是⼤的锥体的体积减去⼩的锥体的体积,即:V台=V⼤锥−V⼩锥V台=13S下h⼤−S上h⼩ (1)根据截⾯和底⾯的相似性可知h⼩h⼤=S上S下h⼩=S上S下h⼤(2) ()√√h =h ⼤−h ⼩=1−S 上S 下⋅h ⼤h ⼤=h1−S 上S 下(3)将 (2) 代⼊ (1) 式得V 台=13S 下S 下S 上h ⼩−S 上h ⼩V 台=13h ⼤S 下−S 上S 上S 下再代⼊ (3) 得V 台=13h1−S 上S 下S 下−S 上S 上S 下V 台=13hS 下S 下S 下−S 上−S 上S 上S 下−S 上V 台=13h (S 下S 下−S 上S 上)(S 下+S 上)S 下−S 上V 台=13h S 2下−S 2上+S 上S 下(S 下−S 上)S 下−S 上V 台=13h S 上+S 上S 下+S 下球体按照之前的思路应⽤引理,寻找截⾯积与球处处相等的⽬前已经可以求出体积的⼏何体。
1.1.7柱、锥、台和球体积【目标要求】1.理解柱、锥、台体积的求法2.了解球体积公式【巩固教材——稳扎马步】1.一个正方体的体积是343cm 3,它的全面积是( )A.42cm 2B.196cm 2C.294cm 2D.392cm 22.一个长方体长宽高的长为1∶2∶3,表面积为198,这个长方体体积为( ) A.1622 B.162 C.812 D.813、正方体ABCD A B C D -1111的棱长为1,则四面体A ABD 1-的体积为( ) 61)(41)(31)(21)(D C B A 4.圆柱轴截面的周长l 为定值,那么圆柱体积的最大值是 ( ) A.π361⎪⎭⎫ ⎝⎛ B. π32191⎪⎭⎫ ⎝⎛ C. π341⎪⎭⎫ ⎝⎛ D. π3412⎪⎭⎫ ⎝⎛ 【重难突破——重拳出击】5.正四棱柱ABCD —A 1B 1C 1D 1中,对角线A 1C =3cm ,它的全面积是16cm 2,它的体积是( )A.4cm 3B.27112 cm 3C.4cm 3或27112cm 3D.4cm 3或2732cm 3 6.已知棱锥被平行于底面的截面分成上、下体积相等的两部分,则截面把棱锥的侧棱分成上、下两线段的比为( )A.2∶1B.2∶1C.1∶(2-1)D.1∶(32-1) 7.已知体积相等的正方体、球、等边圆柱的全面积分别为S 1、S 2、S 3,则它们之间的关系为( )A.S 1>S 2>S 3B.S 1<S 3<S 2C.S 2<S 3<S 1D.S 2<S 1<S 38. 半球形碗内盛满了水,若将碗口平面倾斜30°,则碗内溢出的水的体积是原来水的体积的( ) A. 516 B. 1116 C.38 D.11129. M 是正四面体内切球心,平面α过M 且与四面体的一个面平行,α把原四面体截为两部分,这两部分中,较小部分的体积与较大部分的体积之比是 ( )A .1∶3B .8∶19C .1∶2D .27∶3710.两个半径为1的铁球,熔化成一个球,这个球的半径是 .11.圆柱的底面面积为Q ,轴截面面积为P ,则此圆柱的体积为 。
各形状物体体积计算公式
1、球体:体积计算公式为V=4/3πr^3,其中r为球的半径。
2、正方体:体积计算公式为V=a*a*a,其中a为正方体的边长。
3、正方柱:体积计算公式为V=πr2h,其中r为柱的半径,h为柱的高度。
4、圆柱:体积计算公式为V=πr2h,其中r为圆柱侧的半径,h为圆柱的高度。
5、圆台:体积计算公式为V=πR2H,其中R为圆台底面的半径,H为圆台的高度。
6、三棱柱:体积计算公式为V=1/3a2h,其中a为三棱柱底面对角线的长度,h为三棱柱的高度。
7、正四棱锥:体积计算公式为V=1/3ah,其中a为正四棱锥底面的边长,h为正四棱锥的高度。
8、圆锥:体积计算公式为V=1/3πR2H,其中R为圆锥底面的半径,H为圆锥的高度。
9、球锥:体积计算公式为V=3/4πr2h,其中r为球锥底面半径,h 为球锥的高度。
10、圆筒:体积计算公式为V=πr2h,其中r为圆筒侧面半径,h为圆筒的高度。
11、金字塔:体积计算公式为V=1/3a2h,其中a为金字塔底面的面积,h为金字塔的高度。
12、圆台柱:体积计算公式为V=πr2h,其中r为圆台半径,h为圆台柱的高度。
13、圆柱棱柱:体积计算公式为V=πr2h,其中r为圆柱棱柱底面半径,h为圆柱棱柱的高度。