鹿児島の自然と食

鹿児島の豊かな自然(風景、植物等)、食べ物、史跡を紹介します。

球の神秘

2014-01-26 | エッセイ

数式の中には、完全で美しいものが多い。

球について考えてみよう。

球の表面積は、半径をr、円周率をπ(パイ)とすると

 S=4πr2

で表される。

ところで円の面積はπr2であるから、球の表面積は、その中心を通る円の面積のちょうど4倍である。

曲面と平面、形状が全く異なる二つの面積の関係が、ちょうど4倍という所に美しさを感じる。

 

次に、球がぴたりと納まる円柱を考える。

円柱の上の円(下の円)の面積はπr2である。

円柱の側面は広げると長方形になるが、その面積を求める。

長方形の長辺は円周であるから2πrである。

短辺は円の直径であるから2rである。

従って長方形の面積は

 2πr×2r=4πr2

となり、先ほどの球の表面積と同じである。

 

まとめると、球がぴたりと納まる円柱の

・球の表面積

・円柱の側面の面積

・円柱の上円と下円の合計面積の2倍

が同じであり、球の数式の美しさや神秘性を感じる。

 

そういえば天体は、小惑星などの一部を除き、地球にしろ太陽にしろ、球である。

宇宙が美しく神秘的なゆえんである。

コメント (6)
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