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锥形体积怎么计算

圆锥体积的计算公式为V=13πr2hV = \frac{1}{3}\pi r^{2}h,其中VV表示圆锥的体积,π\pi是圆周率(通常取3.143.14 ),rr是圆锥底面半径,hh是圆锥的高。

这个公式的推导可以通过实验法或积分法等方式来理解:

实验法:准备一个圆锥形容器和一个与它等底等高的圆柱形容器。将圆锥形容器装满水,然后倒入圆柱形容器中,会发现需要倒三次才能将圆柱形容器装满。这表明圆锥的体积是与它等底等高圆柱体积的三分之一。而圆柱体积公式为V圆柱=πr2hV_{圆柱}=\pi r^{2}h,所以圆锥体积V圆锥=13πr2hV_{圆锥}=\frac{1}{3}\pi r^{2}h

积分法:以圆锥顶点为坐标原点,圆锥的对称轴为xx轴建立坐标系。设圆锥高为hh,底面半径为rr 。考虑在高度xx处取一厚度为dxdx的薄片,该薄片近似为一个圆,其半径yy与高度xx满足相似三角形关系yx=rh\frac{y}{x}=\frac{r}{h},即y=rhxy = \frac{r}{h}x 。薄片的体积dV=πy2dx=π(rhx)2dxdV=\pi y^{2}dx=\pi (\frac{r}{h}x)^{2}dx 。对dVdV00hh进行积分0hπ(rhx)2dx\int_{0}^{h}\pi (\frac{r}{h}x)^{2}dx,经过积分运算可得V=13πr2hV = \frac{1}{3}\pi r^{2}h

如果是棱锥(底面为多边形的锥体),其体积公式为V=13ShV=\frac{1}{3}Sh,其中SS是棱锥的底面积,hh是棱锥的高。推导原理与圆锥类似,也是基于与同底等高棱柱体积的关系得出,即棱锥体积是同底等高棱柱体积的三分之一 。