球冠(球面被平面所截后剩下的曲面)

2023-07-08 52阅读

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球冠

球面被平面所截后剩下的曲面

球面被一个平面所截得的部分。截得的圆称为球冠的底,垂直于截面的直径被截得的线段长称为球冠的高。

中文名 球冠
外文名 spherical crown
相关概念 球缺,球带
引申概念 圆弧绕过它的一个端点的圆的直径旋转一周得到的面

公式

公式:S=2πRh

与球冠相对应的球缺的体积公式是:(1/3)π(3R-h)×h^2(即πh^2(R-h/3))

面积推导:

假定球冠最大开口部分圆的半径为r,对应球半径R有关系:r=Rsinθ,θ为两直径夹角,则有球冠积分表达:

球冠面积微分元dS=2πr*Rdθ=2πR^2*sinθdθ

积分下限为0,上限θ

所以:S=2πR*R(1-cosθ)

其中:R(1-cosθ)即为球冠的自身高度H

所以:S=2πRH体积推导:

利用微元法知对应球缺与圆锥总体积为s*r/3

减去圆锥体积即可。

与球缺的区别

球缺属于几何体,是指用一个平面去截一个球所得的部分,是“体”的概念。而球冠只是个“面”的概念,是指一个球面被一个平面所截得的部分。

因此,球缺可以计算体积;而球冠只能计算面积。

参考资料

1.球冠·在线汉语字典

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