互为逆运算、降维与升维 球的表面积公式( 二 )


原因是方体的原边x的微小增量是不和体积的增量成表面积变化关系 。
先看一下正方体的组成,它是由6个锥体拼凑而成,6个锥体的顶点对称在正方体的空间中心,它们的底面是6个正方形表面 。
正方体体积v=x3,也就等于6个锥体的体积和(那么每个锥体体积为vz=1/6*x^3),
单独一个锥体的高度h=1/2*x,x为正方体的边长 。
正方体表面积s=6x2,
由h=1/2*x, x=2h,
v=(2h)3=8h3
s=6(2h)2=24h2
dv=s=24h2
h其实就是沿正方体底面到正方体空间中心的距离,(6个锥体的高) 。
从视觉上判断,h的微小变化,可以导致正方体表体如洋葱一样剥离表面 。
假设将球镀上一层非常薄的金属膜(原球半径是r,膜厚度为dr),那么膜的体积就是V(r+dr)-V(r)=V'*dr
又由于膜非常薄,故体积=面积*dr=S*dr
所以,dV=V'*dr=S*dr
S=V'
球体积是球半径R的函数,对R求导数才能得球面表面积 。
如果用直径D来表示的话,则球体积v(D)=π*D3/6,对D的导数v'(D)=π*D2/2,而球的表面积为π*D2,显然v'(D)并不是球的表面积 。
而对正方体也是如此,若取正方体边长的一半做为变量,则V=(2a)3=8a3,求导得v'=24a2=表面积 。
-End-
【互为逆运算、降维与升维 球的表面积公式】

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