台体包括棱台和圆台,它们体积计算公式本质上是统一的:
V=31h(S1+S2+S1S2
)
其中 V 表示台体体积, h 是台体的高(即上下底面之间的垂直距离), S1 是台体上底面面积, S2 是台体下底面面积。
推导思路(以棱台为例)
棱台可以看成是用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥得到的。设原棱锥的高为 H,截去的小棱锥高为 H−h(h 为棱台的高)。
原棱锥体积 V大=31HS2 ,截去的小棱锥体积 V小=31(H−h)S1 。
棱台体积 V=V大−V小=31HS2−31(H−h)S1
通过相似三角形关系可知 HH−h=S2S1
,由此可推导出 H=S2
−S1
hS2
,将其代入上式化简后即可得到 V=31h(S1+S2+S1S2
) 。
对于圆台,上底面半径为 r1,下底面半径为 r2, 上底面面积 S1=πr12,下底面面积 S2=πr22,将其代入上述公式,圆台体积公式也可以写成 V=31πh(r12+r22+r1r2) 。