球体体积公式(球体积公式推导微积分)

人教版高中数学教材2019年A版必修2中球体表面积和体积的公式在教材第117页和118页给出如下:教材编写者可能想在给出球体表面积公式的基础上,简单地向学生渗透

人教版高中数学教材2019年A版必修2中球体表面积和体积的公式在教材第117页和118页给出如下:

球体体积公式(球体积公式推导微积分)

教材编写者可能想在给出球体表面积公式的基础上,简单地向学生渗透求体积的思想过程(可以看作是积分思想的启发)。不过我觉得这个有些简略,可以对比一下1997年人教版对这部分的处理:

大家可以看到,所有的图都是一样的,但是1997版的逻辑清晰多了,并且给出了具体的操作流程。我认为这在传递积分概念上更有效。

其实在微积分出现之前的时代,很多计算面积和体积的公式都来源于“穷举法”。前面的计算过程可以看作是穷举法的使用。这种方法起源于古希腊,最著名的是阿基米德的使用。穷举法可以看作是积分思想的萌芽,下图就是用这种方法求圆的面积的思想:

穷竭法的关键是依靠“反证法”。下面的例子完整地展示了用穷举法计算抛物线面积的过程:

当然,穷举法过于依赖几何的直观基础,而二重回归又过于复杂,所以在17世纪被基于它的积分所取代。尽管如此,我认为对于中学生来说,知道一些穷举法对大学学习微积分会有很大的积极作用!

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