「稜錐體積公式」修訂間的差異

出自跨校選修
跳至導覽 跳至搜尋
行 47: 行 47:
 
<ol>
 
<ol>
 
<li>單個 ¼八面體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/¼八面體.jpg' width=50 height=60 />和小四面體同底等高,體積各為「一單位」。</li>
 
<li>單個 ¼八面體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/¼八面體.jpg' width=50 height=60 />和小四面體同底等高,體積各為「一單位」。</li>
<li>四個拼成八面體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/四個¼八面體.jpg' width=100 height=106 /> ,體積為「四單位」。</li>
+
<li>四個 ¼八面體拼成八面體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/四個¼八面體.jpg' width=100 height=106 /> ,體積為「四單位」。</li>
 
<li style='vertical-align:top'>在八面體四個角落加小四面體,變成和大四面體同樣大小,體積為「八單位」。<br/><img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/在八面體四個角落加小四面體.jpg' width=150 height=165 /></li>
 
<li style='vertical-align:top'>在八面體四個角落加小四面體,變成和大四面體同樣大小,體積為「八單位」。<br/><img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/在八面體四個角落加小四面體.jpg' width=150 height=165 /></li>
 
<li>合全部組件為一正立方體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/全部組件可組成正立方體.jpg' width=150 height=150 /> ,總體積「24單位」。</li>
 
<li>合全部組件為一正立方體 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/全部組件可組成正立方體.jpg' width=150 height=150 /> ,總體積「24單位」。</li>
<li>以半個方形為底的棱椎 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/以半個方形為底的棱椎1.jpg' width=171 height=150 /> <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/以半個方形為底的棱椎2.jpg' width=74 height=150 /> ,體積為「四單位」。</li>
+
<li>以半個方形為底的棱椎 <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/以半個方形為底的棱椎1.jpg' width=171 height=150 /> <img src='http://files.quality-learning.net/files/wikiUsed/以半個方形為底的棱椎2.jpg' width=74 height=150 /> ,體積為「四單位」,是以以半個方形為底的柱體的 ⅓ 。</li>
 +
<li>k 為 ⅓ 。</li>
 
</ol>
 
</ol>
  

於 2026年9月12日 (六) 17:32 的修訂

一、積分算法:

 

假設有棱錐 PA1A2...An ,其中 A1A2...An 為底面的 n 邊形, A 為棱錐頂點。設 A 在底面的投影為 B 點, AB 的長度為 h 。線段 AB 上取一點 X ,使得線段 AX 的長度為 y :0 ≤ y ≤ h ,那麼過點 X 而且與底面平行的平面截棱錐得到的形狀是一個和底面的 n 邊形相似的 n 邊形,記作 Ax1Ax2...Axn ,它的面積 Sy 與底面積 S 的比值等於 AXAB 的比值的平方:

[math]\frac{S_y}{S} = \left( \frac{AX}{AB} \right)^2 = \left( \frac{y}{h} \right)^2[/math]

在點 X 附近擷取的「一片」棱錐「切片」,它的體積大約等於:[math]dV_y \approx \left( \frac{y}{h} \right)^2 S dy[/math]

所以棱錐的體積等於積分: [math]V = \int_{y=0}^h dV_y = \int_{y=0}^h \left( \frac{y}{h} \right)^2 S dy = \frac{h^3}{3} \cdot \frac{S}{h^2} = \frac{1}{3} S h [/math]


二、分割三角柱:

=> => =>
三角柱 分割三角柱 椎1與椎3
同底等高
椎2與椎3
同底等高


三、分割立方體:


四、使用「隱形金字塔」:

前題:

  1. 稜錐體體積為同底等高柱體的 k 倍, k 為常數。
  2. 稜錐體若同底等高,體積會相等。

隱形金字塔全部組件:

1個大四面體+4個小四面體+12個 ¼八面體
  1. 單個 ¼八面體 和小四面體同底等高,體積各為「一單位」。
  2. 四個 ¼八面體拼成八面體 ,體積為「四單位」。
  3. 在八面體四個角落加小四面體,變成和大四面體同樣大小,體積為「八單位」。
  4. 合全部組件為一正立方體 ,總體積「24單位」。
  5. 以半個方形為底的棱椎 ,體積為「四單位」,是以以半個方形為底的柱體的 ⅓ 。
  6. k 為 ⅓ 。



推得球的體積為圓柱體積減圓椎體積