求圆柱体的体积和表面积
在几何学中,圆柱体是一个 3D 立体图形,包含两个平行的圆形底面,这些底面由曲面连接,位于距圆柱体中心特定距离处。例如,卫生纸卷、塑料冷饮罐就是圆柱体的例子。圆柱体具有两个主要特性,即表面积和体积。圆柱体一词源自拉丁文(Cylindrus)词,意思是“滚”、“滚”和“tumblr”。
气缸的定义
圆柱体是一个三维实体,它包含两个平行的底面,这些底面通过一个曲面固定在一起,并保持固定的距离。圆柱体的底部通常是圆形的,类似于圆形。底座由一条线段连接在一起,该线段称为轴。这条线段到圆柱外表面的距离称为半径。这可以用“r”表示。圆柱体底面之间的垂直距离称为圆柱体的高度,用“h”表示。
气缸的零件
圆柱体被认为是由 2 个圆 + 1 个矩形组成。下图描绘了圆柱体的形成:
气缸类型
几何由四种类型的圆柱体组成,即,
- 椭圆圆柱体:形成椭圆的圆柱体称为椭圆圆柱体。
- 直圆柱:直圆柱包含两条平行线的轴线,两条平行线垂直于底座的中心。
- 斜圆柱体:斜圆柱体是侧面靠在底座上的圆柱体。在斜圆柱体中,边不垂直于底面的中心。比萨斜塔是斜圆柱的真实例子。
- 正圆形空心圆柱体或圆柱壳:也称为圆柱壳,包含两个以一侧为界的直圆柱体。轴的点是交点的公共点,并且垂直于中心底。由于圆柱体内部有一些空间,因此从内部看是中空的。
圆柱体公式
圆柱体与三个公式相关联,发现其在面积和体积方面的应用:
- 横向表面积或曲面面积
- 总表面积
- 圆柱体积
圆柱体的侧表面积或曲面面积
曲面区域也称为侧表面区域。由圆柱的曲面形成的区域,即两个平行的圆形底座之间占据的空间称为CSA。 CSA 的公式如下:
Curved Surface Area (CSA) = 2πrh square units
Here, ‘h’ is the height and ‘r’ is the radius
圆柱体总表面积
因此,为了找出圆柱体的总表面积,我们计算曲面面积和两个圆的面积。
圆柱体的总表面积定义为它占据的总面积。圆柱体由两个圆和一个弯曲的薄片组成。圆柱的总表面积可以通过曲面面积和两个圆的面积的组合来计算。
曲面面积(CSA)=圆的周长×高度
CSA = 2r × h
圆的面积 = πr 2
总表面积 (TSA) = 曲面面积 + 2(圆的面积)
我们知道,
曲面面积 = 2πrh
圆的面积 = πr 2
Total Surface Area (T.S.A) = 2πrh + 2πr2 = 2πr(h+r) square units.
Since, there are two circles, the calculation is performed by multiplying with 2.
where, h is the height and r is the radius of the cylinder.
气缸体积
圆柱体的体积被称为它所占据的空间的密度或数量。
我们有,
圆柱的体积=圆的面积×高
因为,我们有一个圆的面积 = πr 2
Volume = πr2 × h
Therefore, V = πr2h cubic units
where h is the height and r is the radius of the cylinder.
示例问题
问题1:计算圆柱体的总表面积,半径为5cm,高度为10cm?
解决方案:
Since, we know,
Total surface area of a cylinder, A = 2πr(r+h) square units
Therefore, A = 2π × 5(5 + 10) = 2π × 5(15)
= 2π × 75 = 150 × 3.14
= 471 cm2
问题2:一个圆柱形的水容器,高7cm,直径10cm,体积是多少?
解决方案:
Given,
Diameter of the container = 10cm
Thus, the radius of the container = 10/2 = 5cm
Height of the container = 7cm
As we know, from the formula,
Volume of a cylinder = πr2h cubic units.
Therefore, volume of the given container, V = π × 52 × 7
V = π × 25 × 7 = (22/7) × 25 × 7 = 22 × 25
V = 550 cm3
问题 3:Alex 想购买一个半径等于 5 英寸的圆柱形罐头。罐子里有 1 加仑的油。求圆柱体的高度。
解决方案:
Volume V is given by= 1 gallon
1 gallon= 231 cubic inches
Radius r = 5 inches
Volume f the cylinder is given by,
V = πr2h
231 = 22/7 × (5)2 × h
(231 × 7)/(22 × 25) = h
h = 2.94 inches.
Therefore, the height is equivalent to 2.94 inches.
问题 4. 水箱的半径为 40 英寸,高度为 150 英寸。找到该区域。
解决方案:
Water tank is cylindrical in nature.
Total Surface Area of a cylinder is given by, 2πr(h+r)
TSA = 2 × 22/7 × 40(150 + 40)
TSA = 2 × 22/7 × 7600
TSA = 47,771.42 sq.inches
Area = 47,771.42 sq.inches.
问题 5. 求半径为 5 个单位,高为 8 个单位的圆柱体的体积?
解决方案:
We have,
Radius,r = 5 units
Height,h = 8 units
Volume of the cylinder, V = πr2h cubic units.
V = (22/7) × 52 × 8
V = 22/7 × 25 × 8
V= 628.57 Cubic units.
Hence, the volume of the cylinder is 628.57 cubic units.