圓柱段,有時也稱為截斷圓柱體,是從圓柱體被兩個(或多個)平面切割而成的立體。
如果有兩個切割平面,一個垂直於圓柱體的軸線,另一個相對於它傾斜,則所得的立體被稱為圓柱楔形體。
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如果平面相對於圓形橫截面傾斜,但不切割底部底面,則所得的圓柱段具有一個圓形頂蓋和一個橢圓形頂蓋(見上圖)。考慮一個半徑為 ,最小和最大高度分別為
和
的圓柱體。建立一個座標系,使下頂蓋位於
平面內,原點位於下頂蓋的中心,x 軸
穿過下頂蓋的中心,平行於上頂蓋半長軸的投影。那麼,在距離
處,立體的高度由下式給出
透過注意到兩個這樣的截面可以組合在一起形成一個半徑為 ,高度為
的圓柱體,可以立即獲得圓柱截面的體積。因此,原始楔形的體積是高度為
的圓柱體體積的一半,即:
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(1)
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(Harris 和 Stocker 1998, p. 103)。體積可以透過積分直接求得,注意到極座標和笛卡爾座標中的高度由下式給出
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(2)
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(3)
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so
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(5)
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體積也可以透過對平行於 平面的平面截面進行積分來計算,如下所示
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類似地,體積加權座標由下式給出
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因此,質心由下式給出
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(16)
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(參見 Harris 和 Stocker 1998, p. 103 中使用的奇怪引數化)。
由於頂蓋是一個橢圓,其半長軸和半短軸分別為
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(17)
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(19)
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其表面積
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(20)
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(21)
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(22)
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(Harris 和 Stocker 1998, p. 103)。
側表面積由下式給出
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(23)
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(24)
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(Harris 和 Stocker 1998, p. 103)。
從長度為 ,半徑為
的水平圓柱體上切割下來的,被一個平行於圓柱體對稱軸的平面定向切割的立體(即,部分填充液體的水平圓柱形罐的一部分)被稱為水平圓柱段。與此形狀相關的常見問題是四分之一罐問題,即確定將其填充四分之一滿所需的氣體量。