如何计算球的表面积:揭秘 S = 4πr² 的奥秘

球的表面积公式

球的表面积是指球体外表面积的大小,其公式为:

球的表面积公式

S = 4πr²

其中:

S 表示球的表面积

π 约等于 3.14159

r 表示球的半径

公式推导

推导球的表面积公式需要运用积分。首先,将球视为由无数个半径为 r 的圆形薄片组成。然后,利用圆形面积公式,计算每个薄片的面积 dA,即:

dA = πr²

接下来,积分所有薄片的面积,得到球的表面积:

S = ∫ dA = ∫ πr² dh

其中,h 表示薄片的高度,即球心到薄片的距离。积分范围是球心到球表面,即 0 到 r。

通过积分,得到球的表面积公式:

S = ∫ πr² dh = πr² [h]0^r = πr² (r - 0) = 4πr²

应用举例

假设一个球的半径为 5 cm,则其表面积为:

S = 4πr² = 4π(5)² = 100π cm² ≈ 314 cm²

与主题相关的拓展段落:球的体积

球的体积是一个重要的几何量,可以用来计算球内物质的体积。球的体积公式为:

V = (4/3)πr³

其中:

V 表示球的体积

π 约等于 3.14159

r 表示球的半径

球的体积与表面积有着密切的关系,通过公式 (4/3)πr³ / (4πr²) = r/3,可以看出球的体积与半径的三次方成正比,而球的表面积与半径的平方成正比。

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  • 本文由 admin 发表于 2024-06-27
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