質問<792>
「「錐の公式になぜ3分の1がかけられるのか?」」
日付 2002/2/20
質問者 雄紀


微分積分をつかいなぜ3分の1をかけるのか分かると言う事ですが
両親や兄弟に聞いても分かりません!
だからこそ、なぜ3分の1をかけるのかを知ってみたいとおもい
ここに書き込みました。
勝手ながら、なるべく早く教えてください!
明日くらいに書いてあるとうれしいです!

お返事(武田)
日付 2002/2/22
回答者 武田


錐の体積は、円錐以外の一般の錐でも3分の1をかけることになります
が、これを求めてみましょう。

底面積をS(0)、高さhの途中のxで横に切る断面積をS(x)とす
ると、相似より、
(h-x):h=y:a

\(y=\frac{a}{h}(h-x)=a-\frac{a}{h}x\)

平面の面積は2乗に比例するから、

\(S(x)=k\cdot y^{2}=k(a-\frac{a}{h}x)^{2}=ka^{2}(1-\frac{x}{h})^{2}\)

\(=ka^{2}(1-\frac{2}{h}x+\frac{1}{h^{2}}x^{2})\)

体積は積分で求まるから、

\(V=\int ^{h}_{0}S(x)dx=ka^{2}\left[\)

\(=ka^{2}(h-h+\frac{1}{3}h)=\frac{1}{3}ka^{2}h=\frac{1}{3}S(0)\cdot h\)

(ただし、 \(S(0)=ka^{2}\) より)

したがって、錐体の体積は、底面積×高さ÷3となる。