这个图形的体积有限,但表面积却是无穷大
生活随笔
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这个图形的体积有限,但表面积却是无穷大
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這是一個有趣的悖論。我有一個無限高的空心物體。我可以用油漆填充對象,但是如果我嘗試用該油漆覆蓋表面,將遠遠不夠。
考慮雙曲線1/x
我們選擇右側部分(以避免x= 0處的不連續性)并繪制從x = 1開始的圖。我們考慮虛線右側,曲線下方和x上方的(無限)陰影區域
我們圍繞x軸在3維上旋轉該區域,最后得到一個(無限長的)類似角的對象
我們使用旋轉體的體積公式(最基本的體積計算公式,一定要理解)
由此得到如下結果
隨著b越來越大,答案中的最終分數也越來越小,因此體積為有限量π,用數學符號表示為:
接下來,讓我們考慮喇叭的表面積,旋轉體的表面積計算公式為:
在這種情況下,我們有:
如果我們考慮分數的值,當x變得非常大時,我們可以看到它會非常接近1 / x(但會比它大一點)
因此我們可以得出以下結論:
現在,隨著b越來越大,這個數量也越來越大。即,它是無限大的數量。
這是我們的兩個解決方案的圖,粉紅色是體積V =π(1-1 / b),綠色是表面積SA =2πln(b) 。我們可以看到體積趨向于極限(π),而表面積卻不斷增大。
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總結
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