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球体的表面积计算公式非常简单,不过推导过程却非常复杂:
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A球体= 4πr2
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接下来,我要告诉你们,在冰激凌和比萨饼中也能找到π。想象你的手里正拿着一个圆筒冰激凌,它的高是h,顶部的那个圆的半径是r。如下图所示,令圆筒的尖头到该圆上任意一点的“斜高”(slant height)为s。(根据勾股定理,可以算出s的值,因为h2+r2=s2。)
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圆锥体的体积是πr2h/3,表面积是πrs
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这样的圆锥体可以被放到半径为r、高为h的圆柱体里面,因此,它的体积小于πr2h并不是一件奇怪的事。但是,如果我说它的体积正好是圆柱体体积的1/3,大家肯定会感到吃惊(不借助微积分的话,我们凭直觉无法发现这个秘密)。换句话说:
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V圆锥体=πr2h
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尽管不使用微积分也可以推导出圆锥体的表面积计算公式,但我还是直接把这个公式介绍给大家,让大家尽情领略其简约之美吧:
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A圆锥体= πrs
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最后,我送给大家一个美味的比萨饼。如图所示,它的半径是z,厚度是a,请问它的体积是多少?
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半径是z、厚度是a的比萨饼体积是多少?
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这个比萨饼可以被视为一个比较少见的圆柱体,半径为z,高度为a,因此它的体积是:
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V= πz2a
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大家看出这个答案中暗藏的玄机了吗?如果没有,我再写一遍:
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V=pi z z a
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12堂魔力数学课 π的身影随处可见
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我们前文中介绍的这些面积、周长和体积公式之中都有π的身影,对此我们不会感到奇怪。但是,在很多我们意想不到的数学领域,竟然也可以看到这个神奇的数字。例如,我们在本书第4章讨论的n!。n!的主要作用是统计某些离散量,与圆没有任何特殊关系。我们知道这个数字的增长速度非常快,而且还没有一个有效捷径可以快速算出它的具体数值。例如,我们仍然需要进行数千个乘法运算才能算出100 000!的数值。但是,我们可以利用“斯特林公式”(Stirling’s approximation),估计n! 的近似值:
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其中,e = 2.718 28…(也是一个非常重要的无理数,我们将在本书第10章对它进行详细讨论)。例如,用电脑计算64!,可以得出:64! = 1.269×1089。根据斯特林公式,。(计算某个数的64次幂,是否有简便方法呢?有的!因为64 = 26,因此我们只需要对64 / e进行6次平方运算就可以了。)
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