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穿孔珠的体积

不同大小的穿孔珠竟然体积相同, 这其中的奥秘是什么呢?
穿孔珠的体积
4 人挑战成功
趣味数学挑战

完成本期挑战需要达到:

本科数学水平

题目

一位珠宝商偶然发现不同大小的穿孔珠一样重, 穿孔珠是指在球形的珠子内有一个轴为球体直径的圆柱形的孔. 经过测量, 两颗不同大小的穿孔珠的孔深均为, 则它们的体积大小同为__________.

选项

制作串珠时需要先给珠子打孔, 那么穿孔珠的体积如何计算呢? 假设珠子是球体,孔为圆柱形孔, 且圆柱的轴为球体直径.

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以球体中心为原点, 孔的轴线所在直线为 轴建立直角坐标系.

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设球体的半径为, 孔的半径为, 孔的深度为. 将穿孔珠分割成无数个环形切片. 每个环形切片的外半径为, 内半径为, 厚度为. 则环形切片的体积为

因此穿孔珠的体积

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在穿孔珠表面上任意取一点, 是直角三角形. 因此

代入体积公式有,

因此我们只要测量珠子半径, 孔的半径和深度就可以计算出具体的穿孔珠的体积.

发布于 2021-12-13 05:29
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慕容玖
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编辑于 2024-12-06 02:54
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