Теоретические материалы
Стереометрия
Глава 12. Шар
12.7. Объем шарового сектора
Определение
Объемом шарового сектора, полученного вращением вокруг диаметра
кругового сектор
, называется предел, к которому стремится объем тела, образованного вращением
-угольного сектора, который ограничен крайними радиусами
и
и правильной ломаной линией
, вписанной в дугу кругового сектора, при бесконечном увеличении
.
Аналогично (через предел) дается определение объема шара, но правильная ломаная многоугольного сектора вписывается в этом случае в полуокружность, которая при вращении образует поверхность шара.
Лемма
Если
вращается вокруг оси
, которая лежит в плоскости треугольника, проходит через его вершину
, но не пересекает стороны
, то объем полученного тела вращения равен произведению поверхности, образуемой стороной
, на
высоты
, опущенной на эту сторону.
Теорема
Объем шарового сектора равен произведению поверхности соответствующего шарового пояса (или сегментной поверхности) на
радиуса.
Доказательство:
Пусть шаровой сектор образуется вращением вокруг диаметра
сектора
.
Впишем в дугу
правильную ломаную
из
сторон. Многоугольный сектор
образует при вращении тело с объемом
, равным сумме объемов тел, полученных вращением треугольников
,
,
вокруг
.
Применим к этим треугольникам лемму, причем высота каждого треугольника равна апофеме
(
— поверхность, образованная при вращении стороной
и т. д.):
.
Перейдем к пределам при
ш.сект. — объему шарового сектора,
— сферической поверхности шарового сектора и
, где
— радиус шара. Следовательно,
ш.сект
.
Следствие
Объем шарового сектора
ш.сект.
(заменили
), где
— радиус шара и
— высота шарового пояса ( или сегментной поверхности).

