錐と求積:微積分の地平

とある冊子のチェックをしてて「球の表面積が体積の微分で得られる事を知って驚いた」との記述を見つける。円の求積が三角形の集合体であるのと同様、球が高さrの錐の集合体であることを考えれば、V=\frac{1}{3}rSとなるのは、微積分を使わずとも自然な事。

球の体積も、zの断面積が
 S=\pi \left( \sqrt{r^2-z^2} \right)^2 = \pi (r^2-z^2)
であたえられることから、以下の変形により円柱から円錐をくり貫いたものと見なせ

V=2 (\pi r^3 - \frac{1}{3} \pi r^3) =\frac{4\pi}{3} r^3
となることは中学校レベルの算数でも確認できる。