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奇妙的定理
泰克先生是这样思考的:我知道萨普先生是一个优秀的几何学家,他一定有一个公式,仅仅知道与内圆相切的外圆的一条弦长就可以求出环形的面积。另外,在保证弦长100米不变的情况下,内外圆的半径可以做任意的调整。
泰克先生继续推想,当内圆半径逐渐减小最终成为零时,圆环就衍变为圆,直径就是lOO米长的弦。这时圆的面积是502π(或约7854米2)。如果求圆环面积的公式确实存在,那么这个圆的面积就必然是所求圆环的面积。
推而广之,任何一个圆环的面积都必然与一个圆的面积相等,这个圆的直径就是圆环中可以画出的最长的线段。这个奇妙的定理很容易利用圆面积公式来证明。
把这个问题拓展到三维空间,要求出以圆环为横截面的圆管的体积,已知截面圆环中最长线段的长度,如图2―25所示,那么我们就可以用这个长度来求出圆环的面积,再用面积乘以圆管的高度来求出圆管的体积。
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图2-25
下面的问题看起来与圆环的问题没什么相似之处,但结论却有异曲同工之妙。一个球体,穿过球心钻一个6厘米长的圆柱体孔洞,如下图所示请问剩下的部分体积是多少?没有别的已知数据,看起来体积无法确定。但是,问题的解答并不需要计算:球体剩余部分的体积始终与某个球的体积相等;这个球的直径数值就是前面穿过球心那个洞的长度。
这里我们依旧按照泰克先生的思路去推想,假设有一个公式,仅根据6厘米的长度就能解决问题,那么,答案马上就可以得出:如果有一个确定的答案,那么钻洞后剩下部分的体积一定和洞的直径无关。所以,我们把洞的直径减小到零,孔洞变成一条直线,剩余部分实质上便是一个完整的球体,它的直径是6厘米,那么答案便是
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