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Geometry · real student question

一个球的直径是 6 英寸,求它的体积。选项:12.76、37.68、113.04、676.91 立方英寸。

Question

一个球的直径是 66 英寸。这个球的体积是多少?

A) 12.76 in312.76\ \text{in}^3 B) 37.68 in337.68\ \text{in}^3 C) 113.04 in3113.04\ \text{in}^3 D) 676.91 in3676.91\ \text{in}^3

Step-by-step solution

  1. 翻开公式之前,先把直径换成半径。 体积公式是按 rr 写的,而题目给的是 dd:

    r=d2=62=3 in.r=\frac{d}{2}=\frac{6}{2}=3\ \text{in}.

    漏掉这一步就是这道题的陷阱:拿 66 当 33 用,答案会乘上 23=82^3=8——会得到 43π⋅63≈904.78\tfrac43\pi\cdot 6^3\approx 904.78,选项里并没有这个数,但它是这道题最常见的错误答案。

  2. 写出球体积公式。

    V=43πr3.V=\frac{4}{3}\pi r^{3}.

  3. 先把半径立方,再相乘。

    r3=33=27,V=43π⋅27=1083π=36π in3.r^{3}=3^{3}=27,\qquad V=\frac{4}{3}\pi\cdot 27=\frac{108}{3}\pi=36\pi\ \text{in}^3.

    分母上的 33 正好整除 2727,所以到这一步还不需要动小数。

  4. 算出数值。 取 π≈3.14159\pi\approx 3.14159,

    V=36π≈113.10 in3,V=36\pi\approx 113.10\ \text{in}^3,

    而用课堂上常取的 π=3.14\pi=3.14,同一个乘积是 36×3.14=113.04 in336\times 3.14=113.04\ \text{in}^3。这就是选项 C——113.04113.04 与 113.10113.10 之间那点小差距纯粹来自 π\pi 的取舍,并不是算错了。

  5. 排除其余选项。 37.68=12π37.68=12\pi 就是把 43πr3\tfrac43\pi r^3 里的 r3r^3 换成 r2r^2 算出来的;12.7612.76 对一个半径三英寸的球来说小得离谱;而 676.91676.91 对应不上任何说得通的算法——忘了把直径折半得到的是 904.78904.78,选项里并没有。只有 C 站得住。

Answer

V=43π(3)3=36π≈113.1 in3(选项 C,取 π=3.14 时为 113.04)V=\frac{4}{3}\pi(3)^{3}=36\pi\approx 113.1\ \text{in}^{3}\quad(\text{选项 C,取 }\pi=3.14\text{ 时为 }113.04)

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