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第62章 祖暅原理

  • 神筆馬俍
  • 種棵梧桐樹
  • 2127字
  • 2019-07-08 18:00:00

“我給你介紹一個祖暅原理。”

回到內室,馬俍便于桌前坐下,拿出昨晚為了給兩女解說而幻化的紙筆。

“古時候有個數學家也是天文學家叫祖沖之,他有個兒子叫祖暅,兩父子便是計算球體積的祖師爺,他們發明的這個原理后來便叫祖暅原理。”

馬俍在紙上寫下祖氏父子名字,秦眉不感興趣,便去收拾房間,整理新床鋪了,劉伶倒是很有興致,陪玉河一起學習。

“這個原理的內容是‘冪勢既同,則積不容異’。‘冪’是截面積,‘勢’是立體的高。意思是兩個同高的立體,如在等高處的截面積相同,則體積相等。”

馬俍順手拿出抽屜內昨晚用于演示的一疊硬幣,疊成各種模樣的柱形:“比如這個硬幣疊成的圓柱,雖然形狀不一樣,但是在每一層始終是等大的那個硬幣,總體積便等于所有硬幣的體積之和,始終不變。這就是冪勢相同,體積也相同。”

“嗯,明白。”玉河點頭應道,劉伶亦微笑同意。

“如果我們畫一個半徑為r的半球,”馬俍在紙上作圖,畫了一個底面朝下的半球,“再以球底面為底,畫一個外切圓柱體,然后再畫圓柱體的內切正圓錐。”

馬俍以圓柱體上底面為底,下底面圓心為頂,作了一個正圓錐。

“你已經自學了簡單的三角函數,我們取底面高h處作圖,設圓半徑與底面夾角為θ,則可知該高度球的截面積為π(rcosθ)?2,”馬俍繼續在圖上畫出一根輔助線,“現在我們作出該高度圓錐面的半徑,和高度h恰好構成一個45?o角。于是我們可以知道該高度圓錐面積為π(rsinθ)?2,而在同一高度,圓柱的截面積是πr?2,于是得到,π(rcosθ)?2=πr?2-π(rsinθ)?2,說明等高處,球的截面積等于圓柱的截面積減去圓錐的截面積。

“由祖暅原理,假設我們已經知道圓錐的體積,那么半球的體積便等于圓柱的體積減去圓錐的體積,進一步便可求出球的體積。”

“終于明白了,謝謝殿下!”玉河點頭,臉上露出輕松的愜意。

“三角函數是什么?”劉伶表示沒懂。

“這個書里有。”玉河舉起《初等數學》塞到劉伶手中,“等下我們可以討論。”

“好的,謝謝妹妹。”劉伶微微笑道。

“不客氣。”玉河對這個美麗的姐姐頓生好感。

“還有問題嗎?”馬俍見兩人對上了眼,亦很高興。

“還有還有!”玉河連忙說道,“關于這個正圓錐體體積,我是這樣處理的,我將半徑、高與母線所構成的直角三角形,繞高旋轉一周,則只需要用這個三角形面積乘以某一點的路徑長度就可以求出體積。只是這個點找不好。”

“重心。三條中線的交點,因其與均勻等厚三角形薄板的物理重心重合而得名,進一步說,這個點就是代替整個三角形面旋轉的那一點。所以只需算出它的旋轉周長,就可以計算出圓錐體的體積。”馬俍解釋道。

“物理重心又是什么?”玉河問道。

“這是物理學內容,你先把數學了解一遍,我再給你教材。”

“好,這個我可以自己再算。那么如果是斜圓錐體呢?體積如何處理?”玉河追問。

“這個的話,我們就要用到微分思想了,相當于把圓錐體平行于底面截成無數個很薄的硬幣,然后把所有的硬幣體積相加就可以了。在初等數學中,我們可以借助數列求和公式求解,而到了高等數學,可以定積分求解。證明過程我可以先寫給你看,也許過兩天你就看懂了。”

“好吧,”玉河點點頭,“那么如果是不規則曲線繞軸旋轉形成的體積呢?怎么計算?”

馬俍有些為難地撓撓頭,這家伙實在太難纏了:“原則上,如果是可以用函數表達的曲線,還是可以用定積分求解,如果是完全無規則,則只有靠計算機讀取傳感數據處理了。”

“計算機?”玉河眼睛一亮,“這是什么好東西?”

馬俍無力地指了指墻角一個電腦模型:“那就是一臺小型的計算機模型,至于其具體內容只有改天再說了。”

玉河乍了乍舌,見好就收:“謝謝殿下。玉河還是先和伶姐姐一起自學吧。”

夜色已深,秦眉對數學不感興趣,獨自上床休息了,劉伶和玉河則興致勃勃開始討論。

馬俍難得脫身,便又回到了靜室,開始修煉。

經過昨晚的折騰,馬俍現在全身空虛,神力海綿體更是干燥得仿佛要著火。

眼觀鼻,鼻觀心,心內無物,馬俍入靜。

神識散開,很快便找到了三座神像,功德線比昨天仿佛又有了些許增多,在馬俍指揮下,眾多功德線一頭扎入炎都城及其附近大地,一頭匯聚到自己身上,神像是其中轉站。

炎都城的神力金光海洋似乎比昨日更加充盈,估計是馬俍原本的神丹碎裂之后,融入了地下的緣故。

“聚!”馬俍低喝一聲。

金光點點匯聚,很快便順著眾多的功德線聚集成河,朝著馬俍而來,雖然因為缺少神丹的漩渦吸聚效應使得其速度比昨天遜色不少,但比起一個月前,那自不可同日而語。

神力海綿體比起神丹碎裂前明顯膨脹了不少,在密集的神力金光流的灌溉下,足足花了一個時辰才勉強將身體神力恢復飽滿。

馬俍長舒了一口氣。有了上次的經驗,要想凝聚神丹,還得先凝結一個氣核,猶如雨滴的形成必須有一個凝結核一樣。

稍作休息之后,心意帶領氣脈在周身輪轉,很快丹田便冒出一股熱流擴散全身,暖洋洋的很是舒服,四肢百核仿佛有著用不完的力氣。

“收!”馬俍輕喝一聲。各股熱流便逆向返回丹田之內,凝聚成團,仿佛一個小小的會發熱發光的丹丸,懸浮在體內。

“凝!”馬俍開始神丹凝聚。

全身的神力金光在馬俍意念引導之下,迅速朝丹田涌去,很快便在丹田氣核表面凝聚,隨著壓力增大,逐漸滲透到氣核之內,與氣核合二為一。

又是一個時辰過去,馬俍終于松了一口氣。

內視丹田,此時一個小小的金色小球正懸浮其內,純凈無暇,煞是可愛。

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