①已知圓周長 和圓半徑 滿足 ,求證圓面積 。
證明:以圓心為極點作極座標系和微圓環,其內半徑為 ,外半徑為 。
那麼,微圓環的面積為 。
也就是說,微圓環面積等於其內周長與寬度之積。
將所有微圓環面積累加即得到圓面積,也就是從 到 對 進行積分。
。證畢!
所以,以圓半徑為自變數時,圓周長是圓面積的導數。即
②已知球表面積 和球半徑 滿足 ,求證球體積 。
證明:以球心為原點作球座標系和微球殼,內半徑為 ,外半徑為 。
那麼,微球殼的體積為 。
也就是說,微球殼體積等於其內表面積與厚度之積。
將所有微球殼體積累加即得到球體積,也就是從 到 對 進行積分。
所以,以球半徑為自變數時,球表面積是球體積的導數。即 。
注意,以上證明過程,不能以 和 為依據,否則淪為迴圈論證。
當 時,二重積分元趨向於長方形。那麼,
,其實引用了長方形面積公式。
當 時,三重積分元趨向於長方體。那麼,
,其實引用了長方體體積公式。(證明省略。)
其實以前學物理的時候也有這樣的例項。位移的導數是速度,速度的導數是加速度,加速度的導數是加加速度,……。原來歷史上,Isaac Newton就用位移的導數定義速度的……
①已知圓周長 和圓半徑 滿足 ,求證圓面積 。
證明:以圓心為極點作極座標系和微圓環,其內半徑為 ,外半徑為 。
那麼,微圓環的面積為 。
也就是說,微圓環面積等於其內周長與寬度之積。
將所有微圓環面積累加即得到圓面積,也就是從 到 對 進行積分。
。證畢!
所以,以圓半徑為自變數時,圓周長是圓面積的導數。即
②已知球表面積 和球半徑 滿足 ,求證球體積 。
證明:以球心為原點作球座標系和微球殼,內半徑為 ,外半徑為 。
那麼,微球殼的體積為 。
也就是說,微球殼體積等於其內表面積與厚度之積。
將所有微球殼體積累加即得到球體積,也就是從 到 對 進行積分。
。證畢!
所以,以球半徑為自變數時,球表面積是球體積的導數。即 。
注意,以上證明過程,不能以 和 為依據,否則淪為迴圈論證。
當 時,二重積分元趨向於長方形。那麼,
,其實引用了長方形面積公式。
當 時,三重積分元趨向於長方體。那麼,
,其實引用了長方體體積公式。(證明省略。)
其實以前學物理的時候也有這樣的例項。位移的導數是速度,速度的導數是加速度,加速度的導數是加加速度,……。原來歷史上,Isaac Newton就用位移的導數定義速度的……