物理学中的帕普斯重心定理是怎么证明的?定理阐述:若平面闭合曲线绕曲线外但在同一平面内的轴转动一周,则转出来的形体体积等于闭合曲线面积乘以其重心所经过的圆周。请问这是怎么证明的?
2019-06-24
物理学中的帕普斯重心定理是怎么证明的?
定理阐述:若平面闭合曲线绕曲线外但在同一平面内的轴转动一周,则转出来的形体体积等于闭合曲线面积乘以其重心所经过的圆周。
请问这是怎么证明的?
优质解答
可以用积分很容易的的证明出来。
以转轴为Z轴建立三维坐标系,坐标为z,r,e,r表示距离轴的距离,e表示角度。
那么体积可以表示为 [f(r)-g(r)]*2πr*dr 的积分,r在闭合曲线离轴的最远点与最近点之间积分。
f(r)是闭合曲线的上半个函数,减去g(r)就是曲线的高度,乘以后边的dr就是面积,再乘以2πr就是体积元,能想象出来吧?这时把2π提出来,看啊,里边的式子很像重心啊,除以闭合曲线的面积就是重心了。那么体积又可以表示为 面积乘以2π乘以重心,就是面积乘以重心所经过的圆周。
可以用积分很容易的的证明出来。
以转轴为Z轴建立三维坐标系,坐标为z,r,e,r表示距离轴的距离,e表示角度。
那么体积可以表示为 [f(r)-g(r)]*2πr*dr 的积分,r在闭合曲线离轴的最远点与最近点之间积分。
f(r)是闭合曲线的上半个函数,减去g(r)就是曲线的高度,乘以后边的dr就是面积,再乘以2πr就是体积元,能想象出来吧?这时把2π提出来,看啊,里边的式子很像重心啊,除以闭合曲线的面积就是重心了。那么体积又可以表示为 面积乘以2π乘以重心,就是面积乘以重心所经过的圆周。