圆周率可以约等于3.14,代入3.14,可以求出圆环体的体积为315.507 2 cm³。
我们顺便来求一下白巧克力米粉甜甜圈的体积,甜甜圈截面圆的半径为1.5 cm,甜甜圈的直径为8 cm。
也就是说,图51中画粗线的圆的半径为8÷2-1.5=2.5 cm。因此,甜甜圈的体积等于底面积为π×1.5²、高为2π×2.5 cm的圆柱的体积,即为
这大概和棱长为4.8 cm的立方体体积相当。
帕普斯—古尔丁定理
在日本中学的入学考试中,存在一个求旋转体体积的“秘技”——帕普斯—古尔丁定理。
下面我们使用这个定理计算旋转体的体积。
在前面的圆环体中,“旋转的平面图形”是半径为2的圆,其面积为2×2×π=4π。
接着是“旋转面重心所经过的距离”,这道题里的“重心”大家可以理解为是“旋转体的正中央”。重心经过的距离等同于圆柱的高,所以是4×π×2=8π。
把这些数据代入帕普斯—古尔丁定理,可得“旋转体的体积”为4π×8π=32π²。
不少机灵的小学生都知道这个“秘技”,在实际的考试中肯定也有考生使用这个定理。但是,真正要来解释这个计算原理,如大家所见,还真不是一件容易的事情。
将圆环体变形成圆柱,我们可以从这个过程中窥得积分的要领。