用微积分推导出圆锥的体积、表面积的过程

作者&投稿:舒忽 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎样用定积分推导圆锥的体积公式?求具体过程。~

连接圆锥顶点A向地面圆心O,在AO伤取点p,有点P向侧面作垂线交侧面与Q。再设AP为x,再过O做底面半径r,高为h 。则旋转PQ所得的面积为π(rx/h)²。因为所求圆锥的x范围是0到h,设上述面积为S(x)。 可用定积分来做。∫h-o=∫h-o πr²/h²*x²=πr²/h²*1/3h³=1/3πr²h
圆锥,数学领域术语,有两种定义。解析几何定义:圆锥面和一个截它的平面(满足交线为圆)组成的空间几何图形叫圆锥。立体几何定义:以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转形成的面所围成的旋转体叫做圆锥。该直角边叫圆锥的轴 。
圆锥的高:圆锥的顶点到圆锥的底面圆心之间的距离叫做圆锥的高;[1]
圆锥的母线:圆锥的侧面展开形成的扇形的半径、底面圆周上任意一点到顶点的距离。
圆锥的侧面积:将圆锥的侧面沿母线展开,是一个扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,而扇形的半径等于圆锥的母线的长. 圆锥的侧面积就是弧长为圆锥底面的周长×母线/2;没展开时是一个曲面。
圆锥有一个底面、一个侧面、一个顶点、一条高、无数条母线,且底面展开图为一圆形侧面展开图是扇形。
圆锥侧面展开是一个扇形,已知扇形面积为二分之一rl。所以圆锥侧面积为二分之一母线长×弧长(即底面周长)。另 外,母线长等于底面圆直径的圆锥,展开的扇形就是半圆。所有圆锥展开的扇形角度等于(底面直径÷母线)×180度。
2体积

提示:(“/” 为“÷”)
(以下“×”改为“ * ”)
(“x”为…的…次方)
一个圆锥所占空间的大小,叫做这个圆锥的体积.
一个圆锥的体积等于与它等底等高的圆柱的体积的1/3
根据圆柱体积公式V=Sh/3(V=πr2*h),得出圆锥体积公式:V=1/3Sh[2]
S是圆锥的底面积,h是圆锥的高,r是圆锥的底面半径。

证明:
把圆锥沿高分成k分 每份高 h/k,
第 n份半径:n×r÷k
第 n份底面积:pi×nx2×rx2÷kx2
第 n份体积:pi×h×nx2×rx2÷kx3

圆锥
总体积(1+2+3+4+5+...+n)份:pi×h×(1x2+2x2+3x2+4x2+...+kx2)×rx2/kx3

1x2+2x2+3x2+4x2+...+kx2=k×(k+1)×(2k+1)÷6

圆锥(4张)

总体积(1+2+3+4+5+...+n)份:pi*h*(1x2+2x2+3x2+4x2+...+kx2)*rx2/kx3
=pi*h*rx2* k*(k+1)*(2k+1)/6kx3
=pi*h*rx2*(1+1/k)*(2+1/k)/6
∵ 当n越来越大,总体积越接近于圆锥体积,1/k越接近于0
∴ pi*h*rx2*(1+1/k)*(2+1/k)/6=pi*h*rx2/3

圆锥
∵ V圆柱=pi*h*rx2
∴ V圆锥是与它等底等高的V圆柱体积的1/3
3绘制方法

圆锥体展开图的绘制十分简单。通过绘制展开图可以精确求出圆锥体的侧面积。
体展开图

圆锥体展开图由一个扇形(圆锥的侧面)和一个圆(圆锥的底面)组成。(如右图)

在绘制指定圆锥的展开图时,一般知道a(母线长)和d(底面直径)
∵弧AB=⊙O的周长
∴弧AB=πd
∵弧AB=2πa(∠1/360°)
∴2πa(∠1/360°)=πd
∴2a(∠1/360°)=d
将a,d带入2a(∠1/360°)=d得到∠1的值。这样绘制展开图的所有所需数据都求出来了。根据数据即可画出圆锥的展开图。
表面积


圆锥展开图
一个圆锥表面的面积叫做这个圆锥的表面积.
圆锥的表面积由侧面积和底面积两部分组成。
S=πRx2(n/360)+πrx2或(1/2)αRx2+πrx2(此n为角度制,α为弧度制,α=π(n/180)
4面积公式


  

圆锥侧面展开图
S侧=πrl=(nπl^2)/360(r:底面半径,l:母线长,n:圆心角度数)
底面周长(C)=2πr=(nπl)/180(r:底面半径,n:圆心角度数,l:母线长)
h=根号(l^2-r^2)(l:母线长,r:底面半径)
全面积(S)=S侧+S底
V=1/3Sh=1/3πr·2h(S:底面积,r:底面半径,h:高)
V(圆锥)=1/3·V(圆柱)=1/3·Sh =1/3·πr2h(S:底面积,r:底面半径,h:高)
5三视图

圆锥三视图是观测者从三个不同位置观察而画出的图形。
其主视图和侧视图均为等腰三角形,俯视图是一个圆和圆心。

6圆锥

生活中经常出现的圆锥有:沙堆、漏斗、帽子、陀螺、斗笠、铅笔头等。圆锥在日常生活中也是不可或缺的。
谢谢。。。。。。。。。。。。

其实我们所熟知的很多几何体的长度,面积,体积公式都是用微积分定义并推导出的。比如线段的长度,实际定义就是曲线积分;长方形面积,我们知道是长乘以宽,但这个意义是什么,我们并没有讲,实际上还是积分,立体的体积一是一样。 下面简单说明积分的思想,假设有一个圆锥体,我用刀平行底面切它,得到一个圆,越靠近底面,圆越大,越靠近顶点,圆越小。我们做这样一个近似,我用一些扁的圆柱来模拟一个圆锥,大的圆柱放在下面,小的圆柱放在上面,这样得到一个近似的“圆锥”。显然用有限个圆柱摞起来,得到的几何体要比圆锥差那么一点,但是当有限个圆柱趋于无穷个圆柱时,这个合成的几何体就越来越接近于圆锥了。 在积分的计算中,我们这样想,想像圆柱无限的扁,几乎成了平面圆,然后我们把这无限个圆柱的体积累加起来,再用极限的原理处理,就得到了圆锥的体积。 如果你感兴趣,可以追问我具体的计算过程,你就知道1/3是怎么来的了。

表面积有人推,我算体积吧
思路是将圆锥微分为无限个半径逐渐减小的圆片的堆积,微圆片看成高度无限小的圆柱
设圆锥的高为HM地面半径R
几何法得到,每个界面的半径与界面高度的关系为 r=R-Rh/H
积分πr^2h
=E(π^2h)
∫(πr^2)dh=∫πR^2(1+h^2/H^2 -2h/H)dh h从0积分到H
=πR^2(H+H^3/3H^2-H^2/H)
=πR^2(H+H/3-H)
=πR^2H/3

圆锥的侧面展开是个扇形,
可将扇形的弧无限分割,
当分割到足够小时,
就可以吧每一部分当成是一条直线,
计算面积是就当整个扇形当成由无数个三角形构成,
然后按三角形面积计算方法就可以计算出扇形的面积,
最后加上地面圆形的面积便是圆锥的表面积。
(应该是这么理解的,我也不是很确定啊)

我算了好长时间


如何用微积分推导出圆锥的侧面积公式s=πrl?
我看完之后也有感触,我的想法是:对于其体积来说,你用圆柱去代替了一个椎体住,这个微分量来说应该是可以的,至少多出来的部分是对dx的一个高阶小量,在证明的式子里也可以看出来,这样说可能就涉及到公式问题了,我们感性点的说:假设在二维平面上吧,对一段曲线求积分时,求...

如何用微积分证明圆锥体积是圆柱体积的三分之一,最好有图解
初中的话可以用类似于微积分的方法证明。设圆锥高为h,底部半径为r,把圆锥等分为k份,每份看做一个小圆柱。则第n份圆柱的高为h\/k,半径为n*r\/k。则第k份圆柱的体积为h\/k*pi*(n*r\/k)^2=Pi*h*r^2*n^2\/k^3 总的体积为Pi*h*r^2*(1+2^2+3^2+...+k^2)\/k^3 而1+2^2+...

圆锥体积公式的推导
要说推导过程啊……这应该是要用微积分的。就象圆的面积的推导那样,可以用两种办法,一是把圆台横向拆成一片一片的圆片,每一片按圆柱算积分积起来;另一种是像切圆那样把圆台从圆心纵向切成一片一片的,每一片按照梯台算,再积起来。当然,如果预先知道了圆锥的体积公式,那就用大圆椎减去小圆椎...

圆锥体积公式是如何推导的
将圆锥体沿水平向切成无数个小部分,每一部分看成圆柱体 则 dv=π*r^2*dh =π*h^2*tan^2 a*dh 所以 v=dv从0到h的积分=1\/3πh^3tan^2 a=1\/3π*r^2*h

怎样用数学写出圆锥体积公式的推导过程
这是幂函数的积分规律:1、被积函数的幂加1:2、然后将加了1之后的幂做分母;3、代入上限的值减去代入下限的值就是答案。这些在所有的微积分书上都有证明,在这里是讲不清的,需要讲很长时间,有问题,可以hi我。这种积分的例子,举例如下:∫xdx (从1积到2)= ½x²(从1积到2)=...

怎样证明圆锥体的体积,利用数学思想
不知道楼主的数学思想是怎么定义的,严格逻辑证明的话是需要用微积分的,上了大学就学这个了,比如这样的 柱面坐标系 x=rcosθ,y=rsinθ,z=z。dV=rdrdθdz 设圆锥高h,底面半径R 侧面z=h-h\/R*r,体积V=∫(0到2π)dθ∫(h-h\/R*r)rdr=πR^2h\/3 ...

如何用微积分证明圆锥体积是圆柱体积的三分之一,最好有图解
dv=s*dh=S*(H-h)^2*dh 其中S是底面积,s是"微饼"的面积,h表示距底高度,H表示总高度.两边在(0,H)上积分得,V=SH\/3

请教:怎么用微积分圆锥体积公式和球的体积公式!
这里f(x)是圆锥的母线所在直线的函数表达式,f(x)=kx,其中斜率k=r\/h r为圆锥地面的半径,带入就可以了 积分很容易, V=(π*r^2*h)\/3 同理可以求球的体积,f(x)的函数用1\/4圆的表达式就好了,y=(r^2-x^2)^0.5,回转一周形成半个球的体积,同样微分的圆面积仍然是π*f^2(x)求出半...

圆锥体积公式的详细推导...
圆锥体积公式为:V = πr²h。推导过程如下:推导概述 圆锥体积公式的推导基于几何原理和积分思想。首先,考虑圆锥的底层面积和高度,通过微积分中的切片法,将圆锥分成若干同心圆环,计算每一环的体积再求和,从而得到整体的体积公式。详细解释 1. 圆锥的切片法:将圆锥想象成由一系列同心圆环堆叠...

如何用简单的微积分和函数图像求出圆锥体积,本人初三,了解一点微积分和...
很简单,根本用不到曲边图形,一次函数即可

克拉玛依区19678501146: 微积分如何推导圆锥体表面积 -
畅黄畅美:[答案] 新年好!Happy Chinese New Year ! 1、下面的三张图,前两张是圆锥图,尤其第一张显示了圆锥侧面的公式. 侧面积,可以用英文 lateral surface area 表示,也可以用 curved area. 2、第三张图片,是积分过程,若看不清楚,请点击放大.

克拉玛依区19678501146: 用微积分方程式导出圆锥的体积 -
畅黄畅美: 以底面为xoy平面,底面圆心和顶点的连线为oz向量,建系 把圆锥横切成n个小圆柱体,每个体积r*rdz 把所有小圆柱体体积相加,就是圆锥的体积:3.14(r1^2dz+r2^2dz+r3^2dz+……+rn^2dz) n趋于无穷时,根据微积分定义:lim3.14(r1^2dz+r2^2dz+r3^2dz+……+rn^2dz)= R n->00 s r^2dz (s代表积分符号) 0=3.14/3r^2

克拉玛依区19678501146: 圆锥体积公式,推导过程 -
畅黄畅美: 圆锥的体积 一个圆锥所占空间的大小,叫做这个圆锥的体积. 一个圆锥的体积等于与它等底等高的圆柱的体积的1/3 根据圆柱体积公式V=Sh(V=rrπh),得出圆锥体积公式:圆锥 V=1/3Sh S是圆锥的底面积,h是圆锥的高,r是圆锥的底面半径...

克拉玛依区19678501146: 微积分推导圆锥体体积公式 -
畅黄畅美:[答案] 主要建立圆锥体外表面的方程

克拉玛依区19678501146: 圆锥体积公式的推导 -
畅黄畅美: 要说推导过程啊……这应该是要用微积分的.就象圆的面积的推导那样,可以用两种办法,一是把圆台横向拆成一片一片的圆片,每一片按圆柱算积分积起来;另一种是像切圆那样把圆台从圆心纵向切成一片一片的,每一片按照梯台算,再积起来.当然,如果预先知道了圆锥的体积公式,那就用大圆椎减去小圆椎算即可:=1/3 派R^2-1/3 派r^2=1/3派(R^2-r^2)

克拉玛依区19678501146: 长方体、正方体、圆柱、圆锥的体积、表面积和体积公式的推导过程. -
畅黄畅美: 长方体: V=a·b·h=S底·高 S表=(a·b+b·c+a·c)·2 P·S·无需推导公式 正方形: V=a³=S底·高 S表=6·a² P·S·无需推导公式 圆柱: V=πr²·h S表=2πr²+2πr·h=2πr·(r+h) P·S·参见圆形推导公式(参考资料网址)就明白了.圆锥: V=πr²·h÷3=S底·高÷3 S表=无(P·S·如果老师在小学到中学要你算这个,我想你有权不算.) 体积推导公式:某某人得出“等底等高的圆锥和圆柱,圆柱的体积是圆锥的3倍”,因此而来 (不信可以做个实验,做一对等底等高的无盖圆锥和无盖圆柱,看看用圆锥装满沙子再倒进圆柱,要多少次才能把圆柱倒满.这个实验有时会失误,但成功的都是3次.)

克拉玛依区19678501146: 圆锥体积计算公式推导过程(不要高等数学,要详细) -
畅黄畅美: 其实我们所熟知的很多几何体的长度,面积,体积公式都是用微积分定义并推导出的.比如线段的长度,实际定义就是曲线积分;长方形面积,我们知道是长乘以宽,但这个意义是什么,我们并没有讲,实际上还是积分,立体的体积一是一样. ...

克拉玛依区19678501146: 圆柱和圆锥的体积公式怎样推导出来的? -
畅黄畅美: 把圆柱体转化为长方体(就像圆形转化为近似长方形一样),根据长方体体积公式:底面积乘高,推导出圆柱体积=底面积乘高.通过实验证明,等底等高的圆柱体和圆椎体之间的关系:圆锥体是和他等底等高的圆柱体体积的三分之一,所以:圆锥体积=底面积乘高成三分之一

克拉玛依区19678501146: 圆锥的体积公式是怎样推导出来的?求解!!! -
畅黄畅美: 你好: 圆锥的体积是这样推导出的 其实很简单.任何物体的体积都离不开底面积*高的求法 圆柱的体积公式是V=Sh 那么与它等底等高的圆锥的体积是多少呢? 把与它等底等高的圆锥装满水,倒进圆锥体里,你可以发现倒3次才能倒满圆柱. 所以与圆柱等底等高的圆锥是这个圆柱的三分之一 所以:圆锥的体积就是V=1/3Sh 三分之一乘底面积乘高 希望我的回答对你有帮助!

克拉玛依区19678501146: 怎么推导出圆锥的体积 -
畅黄畅美: 圆柱的体积为;SH 圆锥的体积是圆柱的三分之一(这个自己做实验就可以看出来.如:拿一个圆柱的器具和一个圆锥的器具,在圆锥的器具里倒满水,把水往圆柱的器具里倒,倒三次才倒满.对了,这个圆锥的器具的半径和高要和圆柱的器具一样...

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