高中 · 经典拓展 · 祖暅原理
外形不同,体积能一样吗?
同半径同高度圆柱与横向层移柱。移动同一高度的切片,把直柱慢慢斜移。
等高切片:问题从哪里来?
中国数学中的祖暅原理与后来卡瓦列里的方法,都用截面理解体积。相似的思想在不同历史背景中发展,本页不把两人说成同一次发现。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
每层面积πr²不变,体积∫₀ʰA(z)dz=πr²h。只验证少数高度不是一般证明;本模型的每层相等由构造保证。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
每一层都一样大,整体体积为什么不变?
换个条件,再试一次
只知道中间一层相等,能推出整体等体积吗?
看哪里?
拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
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先修与两种探索深度
先认识祖暅原理涉及的量与单位:柱半径(m)、柱高(m)、顶部侧移(m)、切片高度(m)。高中 · 经典拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:移动同一高度的切片,把直柱慢慢斜移。
再做定量:保持其他条件,比较顶部侧移与两体体积(m³),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
每层面积πr²不变,体积∫₀ʰA(z)dz=πr²h。只验证少数高度不是一般证明;本模型的每层相等由构造保证。
对照核验提示:直柱:不做层移;斜柱:同样半径与高度。按这些题设自己操作并比较两体体积,不把参考情景当个人完成。
适用范围:祖暅原理:同高且每一对应高度截面积相等,体积才相等。仅一层截面相等不足以推断体积相等。
Britannica · Cavalieri’s principle(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。