阿基米德推导圆的面积公式(阿基米德思想的产物)
阿基米德推导圆的面积公式(阿基米德思想的产物)由切线区域我们得到一个重要的等式:9S=S 4T 我们得到S=T/2这是一个有趣的结论,为什么呢?因为X轴上方的切线区域与X轴下方的切线区域面积之比就是1:4(因为对边之比,也就是所谓的切线之比是1:2),那么X轴上方的切线区域与整个切线区域的面积之比就是1:9即:tanθ=3X^2,那么切线与X轴所围成的直角三角形的两条直角边长就是X^3 X/3。切线与X轴交点的横坐标就是X-X/3=2X/3现在我们做出X^3曲线的所有切线,这就形成了完美的切线区域“切线簇”我们将所有的切线延长至与Y轴相交,以X轴为界 T区域的直角三角形和X轴下方的直角三角形相似,对边相似比为1:2,面积之比就是1:4
阿基米德用穷竭法推导出:抛物线下的面积与其外接长方形的面积之比是1:3 今天我们就来讨论X^3曲线下的几何面积
前面我们已经讨论了抛物线x^2下的面积,用的不是纯代数下的微积分,而是可视化的几何原理,这种方法是从另一种数学思维出发得到与微积分原理相同的结论。
接着我们讨论X^3下的面积,同样不是微积分去计算,而是优美的几何原理。
首先,我们用初等数学可以求出X^3曲线上任意点的斜率,也就是导数,它等于3X^2.
即:tanθ=3X^2,那么切线与X轴所围成的直角三角形的两条直角边长就是X^3 X/3。
切线与X轴交点的横坐标就是X-X/3=2X/3
现在我们做出X^3曲线的所有切线,这就形成了完美的切线区域“切线簇”我们将所有的切线延长至与Y轴相交,以X轴为界 T区域的直角三角形和X轴下方的直角三角形相似,对边相似比为1:2,面积之比就是1:4
这是一个有趣的结论,为什么呢?因为X轴上方的切线区域与X轴下方的切线区域面积之比就是1:4(因为对边之比,也就是所谓的切线之比是1:2),那么X轴上方的切线区域与整个切线区域的面积之比就是1:9
由切线区域我们得到一个重要的等式:9S=S 4T 我们得到S=T/2
因为T是直角三角形,所以T的面积等于X/3*X^3*1/2=X^4/6
那么S的面积就等于:X^4/12=T/2
最终得到X^3曲线下的面积等于S T=X^4/6 X^4/12=X^4/4
这与微积分所得到的结果一致,
我们还可以得到一个重要的结论:X^3曲线下的面积与其外接长方形的面积之比是1:4