質問<76>
「「球の表面積」」
日付 98/11/2
質問者 まち


球の表面積はどのようにして求めるのでしょうか?

お返事(武田)
日付 98/11/2
回答者 武田


円の方程式x2+y2=r2を変形した
方程式y=\(\sqrt{\quad}\)(r2-x2)をx軸の回りに一回転
した回転体の体積が、球の体積にあたる。
V=2π∫0r(r2-x2)dx
 =2π[r2x-x3/3]0r
 =2π(r3)-r3/3)
 =4/3・πr3
「身の上に心配ある上に参上」と覚えます。
体積が求まると、表面積はその皮にあたりますので、
球の表面積を求めるには、微分を使います。
dv     4/3・π(r+⊿r)3-4/3・πr3
──=lim ────────────────────
dr ⊿r→0       ⊿r
             (r+⊿r)3-r3
  =4/3・π・lim ────────────
         ⊿r→0     ⊿r
  =4/3・π・lim (3r2+3r⊿r+⊿r2
         ⊿r→0
  =4/3・π・3r2
  =4πr2
したがって、球の表面積Sは
 S=4πr2

簡単に微分して、(4/3・πr3)′=4πr2
として、表面積を求めても良いかもしれませんね。