角錐や円錐の体積は、なぜその角錐や円錐の底面積と同じ、角柱や円柱の体積の三分の一になるのですか?
○錐を底面に平行に切ってできる面を構成する辺や半径は
底面からの距離(垂線の長さ)に比例します。
一般に、図形の面積は、構成する基準の線分(辺や半径)の長さの2乗に
比例します。
すると、○錐の高さh、頂点から底面までの垂線上の長さをxとおいて
○錐を底面に平行に切ってできる面の面積をS(x)とすれば
x=0ならば S(x)=0
x=h/2ならば S(x)=k(h/2)^2
x=hならば S(x)=k(h^2)・・・底面の面積
注:kは比例定数、^2は2乗の意味
ここから、○錐の体積は
∫k(x^2)dx 積分範囲[0→h] = (1/3)kh^3 = (1/3)×底面積×高さ
一方、○柱の体積は、途中の面積は底面積と同じだから
∫k(h^2)dx 積分範囲[0→h] = kh^3 = 底面積×高さ
以上
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