圆锥体积公式推导过程,求圆锥体积公式的推导过程
设圆锥高度为h圆锥体积公式推导过程,底面半径为r。
圆锥可以看做是一个由n个半径依次减小的圆柱堆砌而成的几何图形,不妨进行如下推导:
首先令半径最大的圆柱的半径为圆锥底面半径r,最小的圆柱半径为0
则:
当n=2时,V1=πr²×h/2
当n=3时,V2=πr²×h/3+π·(r/2)²×h/3
当n=4时,V3=πr²×h/4+π(2r/3)²×h/4+π(r/3)²×h/4
……
当n=n时,V=πr²×h/n+π[(n-2)r/(n-1)]²×h/n+π[(n-3)r/(n-1)]²×h/n+……+π[r/(n-1)]²×h/n
V=πr²h×[1²+2²+3²+……+(n-2)²+(n-1)²]/[n(n-1)²]
=πr²h{(n-1)[(n-1)+1][2(n-1)+1]/6}/[n(n-1)²]
=πr²h×[(2n-1)/n-1]×1/6
=πr²h×[2+1/(n-1)]×1/6
当n→+无穷时,该几何体为圆锥
1/(n-1)=0
∴V=πr²h/3
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.
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*n^2*r^2/k^2
第 n份体积:pi*h*n^2*r^2/k^3
总体积(1+2+3+4+5+…+n)份:pi*h*(1^2+2^2+3^2+4^2+…+k^2)*r^2/k^3
因为
1^2+2^2+3^2+4^2+…+k^2=k*(k+1)*(2k+1)/6
所以
总体积(1+2+3+4+5+…+n)份:pi*h*(1^2+2^2+3^2+4^2+…+k^2)*r^2/k^3
=pi*h*r^2* k*(k+1)*(2k+1)/6k^3
=pi*h*r^2*(1+1/k)*(2+1/k)/6
因为当n越来越大,总体积越接近于圆锥体积,1/k越接近于0
所以pi*h*r^2*(1+1/k)*(2+1/k)/6=pi*h*r^2/3
因为V圆柱=pi*h*r^2
所以
V圆锥是与它等底等高的V圆柱体积的1/3