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区域


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球截面的表面积。设球体半径R,上底半径和下底半径分别为 ba,球截面的高度为 h。区域是关于 z-轴旋转曲面,因此表面积由下式给出

 S=2piintxsqrt(1+x^('2))dz.
(1)

xz 平面中,区域的方程就是一个的方程,

 x=sqrt(R^2-z^2),
(2)

所以

x^'=-z(R^2-z^2)^(-1/2)
(3)
x^('2)=(z^2)/(R^2-z^2),
(4)

S=2piint_(sqrt(R^2-a^2))^(sqrt(R^2-b^2))sqrt(R^2-z^2)sqrt(1+(z^2)/(R^2-z^2))dz
(5)
=2piRint_(sqrt(R^2-a^2))^(sqrt(R^2-b^2))dz
(6)
=2piR(sqrt(R^2-b^2)-sqrt(R^2-a^2))
(7)
=2piRh.
(8)

这个结果有些令人惊讶,因为它仅取决于区域的高度,而与它相对于球体的垂直位置无关。


另请参阅

球体, 球冠, 球截面, 带状多面体

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参考文献

Beyer, W. H. (Ed.). CRC 标准数学表格,第 28 版。 Boca Raton, FL: CRC Press, p. 130, 1987.Kern, W. F. and Bland, J. R. "区域。" §35 in 带证明的立体测量学,第 2 版。 New York: Wiley, pp. 95-97, 1948.

请引用为

韦斯坦因,埃里克·W. "区域。" 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Zone.html

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