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球を任意の平面で切ったときの体積

質問させてください。 半径:r の球があり、 それを任意の平面で切ったとき、 底面(切り口)からの高さをHとします。 その切り取られた部分の体積Vを求める公式が、 V=(π/3)×H^2×(3r-H) となっていました。 公式をみてもなぜそうなるかが全くわかりません。 わかる方おられましたらぜひご教授ください。 宜しくお願いします。

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回答No.2

図より、高さxにおける断面積は{r^2-(r-x)^2}*πとなるので、 積分範囲0~Hでxについて積分すればよい。 ∫{r^2-(r-x)^2}×π dx =∫(2rH-H^2)×π dx =πrx^2-πx^3/3 =(π/3)×H^2×(3r-H)

zukkyrsk
質問者

お礼

図付きの回答までいただきありがとうございます! 非常に分かりやすかったです! 完全に謎が解けました!

その他の回答 (1)

  • owata-www
  • ベストアンサー率33% (645/1954)
回答No.1

そもそもですが、 x^2+y^2=r^2をx軸周りに回転させると半径rの球になり、その体積は ∫[-r,r]πy^2dx =∫[-r,r]π(r^2-x^2)dx … =4πr^3/3 で求められることはわかりますか? そうすれば、求める体積は ∫[-r,H-r]πy^2dx であり、これを計算すれば V=(π/3)×H^2×(3r-H) となるかと

zukkyrsk
質問者

お礼

ありがとうございます! ずっと数学から離れてたので解き方が全く思いつきませんでした。 参考になりました!

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