这是另一个我时常想到但从未真正解决过的问题。我的思维过程是:这在脑子里太难了,但拿出纸笔又太简单了。
今天,我终于关注了这个问题并得到了答案。设置如下:
两个半径为 1 的圆相交,每个圆的边界都与另一个圆的中心相切。两个圆相交区域的面积是多少?
尝试一下,解决方案如下,后面还有一些额外的挑战。
让我们首先在交叉点内画一些三角形。
由于所有虚线都是圆的半径,所以它们的长度都是 1。这意味着它们构成两个等边三角形,因此它们之间的所有角度都是 60°。
我们可以看到圆的交点由两个等边三角形和四个薄圆片组成。让我们计算一下其中一个薄圆片的面积。
薄片的面积是60°角的面积减去等边三角形的面积。
60° 是 360° 的六分之一,所以扇形的面积是圆面积的六分之一。
对于三角形的面积,我们可以使用以下公式:
因此,每个薄片的面积为
现在完成,两个圆的交点面积是三角形面积的两倍 + 切片面积的四倍。
大约为 1.2283697。✅
挑战 1: 这两个圆连接起来所形成的整体形状的面积是多少?
挑战 2:假设你以相似的方式相交两个球体(每个球体的边界与另一个球体的中心相交)。相交部分的体积是多少?