■直観幾何学研究会2022(その12)
アルキメデスは
「球の体積はそれを囲む円柱の2/3に等しい」
「球の表面積はそれを囲む円柱の2/3に等しい」
ことを証明した。
交差円柱とは垂直に交差した2本の円柱の共通部分である。
それは円を内接させ、立方体を概説させることができるが、
驚くべきことに、アルキメデスは
「交差円柱の体積はそれを囲む立方体の2/3に等しい」
ことも示している。
交差円柱の内接する球と外接する立方体を考える。交差円柱の断面は正方形となり、球の断面は正方形に内接する円となる。
したがって、交差円柱と球の体積比は4:π=16r^3/4:4πr^3/3
一方、1辺の長さが2rの立方体の体積は8r^3であるから
「交差円柱の体積はそれを囲む立方体の2/3に等しい」
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なお、1世紀ほど前、スタインメッツは
「交差円柱の表面積はそれを囲む立方体の2/3に等しい」
ことを発見した。
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さらに、2/3にこだわれば
放物線の上の面積は、それに相当する長方形の2/3である。
三角形の重心は中線を2/3に分ける.
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