圆锥体积公式的推导过程(Formula Derivation of Cone's volume)

今天心血来潮,竟然花了半天时间用无限分割法(将圆锥分成n段,每一段的体积用圆柱来近似)证明圆锥的体积公式:V=1/3π*r^2*h。过程是曲折的,结果是成功的。
小结经验如下:
1. 画出示意图(圆锥草图,分成4份,便于演算过程中及时验证)
2. 标注通项,如,每一段的名称:[(k-1)/n, k/n],每一段的半径r(k-1)/n=r(1-(k-1)/n))
3. 计算每一段圆柱的体积:π(r(k-1)/n)^2h=πr^2h((n+1)^2-2(n+1)k+k2)/n^3)
4. 将分割而成的n段圆柱体积相加,涉及平方和级数(1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6)和高斯求和(1+2+3+...+n=n(n+1)/2)

5. 经过求和运算,第三步中的(n+1)^2-2(n+1)k两项相互抵消,只剩n(n+1)(2n+1)/6这一项,当n趋近于正无穷时,其极限为1/3.

6. 因此,推导出圆锥体积公式为:V=1/3π*r^2*h

 

备注:在百度及Yahoo上搜索了半天,还真没发现那个方法和我的方法相同的。回头一看,这个证明其实并没有多难,只用高中知识即可。

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