首頁 費馬最終定理

補充解集

(按在本文中出現的順序所寫)

※在本文中,有所進行說明的概念以及詞匯在此省略。

圓柱和球的體積

阿基米德的實際算法如下:

首先,思考半徑為r的半球,底麵半徑為r,且高為r的圓錐,然後思考底麵半徑為r,且高為r的圓柱(如圖所示)。

一看我們便知體積最大的是圓柱,體積最小的是圓錐。然後在半球裏裝滿水,將其放入圓柱裏,思考要放多少杯水才能裝滿。然後將體積轉換成重量,阿基米德猜想圓柱的重量=圓錐的重量+半球的重量。將這些立方體切成薄片的時候,試著比較一下它們各自的麵積。

從左圖開始,依次是圓柱、圓錐、半球。在三個物體裏水平地切三個等高片層,各個切口都是圓形,麵積算法如下所示:

圓柱:r×r×π=πr2

圓錐:h×h×π=πh2

半球:

在這裏,將圓錐和半球的麵積加起來就是πh2+π(r2—h2)=πr2,和圓柱的麵積完全一致。不管從哪裏切,切下的片層麵積都是圓錐+半球=圓柱,所以體積也是圓錐+半球=圓柱。圓柱的體積是底麵積×高,即πr3。在這裏我們知道,圓錐是圓柱的1/3,即1/3(πr3)。所以,半球的體積就是圓柱—圓錐,即2/3(πr3),因為球是半球的2倍,所以球的體積就是4/3(πr3)。

自然數

自然數即非負整數。可以按以下順序擴展開來。自然數(零和正整數)→整數(包括正整數、零和負整數)→有理數(可以用分數形式表示的全體數)→實數(包括有理數和像 和π等在內的以及不能用分數表示的“無理數”)→複質數(包括2次方後為負數的虛數)。

質 數

質數是在自然數中除了1和它本身以外不再有其他的因數。2、3、5、7、11、13、17、19、23、29等,數學家們最終證明了存在無窮大的質數(質數有無限個)。2010年2月至今,據說發現的最大質數是243,112,609-1,大約是2的4300萬次方,約有1300萬位數。在數學的許多未解猜想中有很多都和這個質數有關,因此單純的質數定義在數字的世界裏就有很多未解之謎,所以存在研究的價值。同時,將一個非質數(稱作合數)用幾個質數相乘的形式表達出來叫作分解質因數。例如,60可以分解成2×2×3×5。

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