Python程序来计算球体的体积和面积

ゝ一世哀愁。 2024-03-29 15:27 89阅读 0赞

**球体（实体）**通常被认为是二维图形，即使该图形从其中心在三个平面上可见。造成这种情况的主要原因是，球体仅使用其半径进行测量。

然而，**空心球**体被认为是三维图形，因为它在其球壁内包含空间，并且有两个不同的半径来测量其尺寸。

![a090acee98d24448ace3daa18c646c23.png][]

球形图形只有**总表面积**，因为只有一个维度来测量整个物体。计算球体表面积的公式为 -

**固体球体面积** −*\[数学处理错误\]4πR2*

球体的体积被认为是物体的圆形壁所保持的质量。计算球体体积的公式为−

**固体球体体积** −*\[数学处理错误\]43 πr3*

**空心球体积** −*\[数学处理错误\]43 π（R−r）3*

其中，R 是外球体的半径，r 是内球体的半径。

![67792df0bd5b408f97772c42a6ce7ddf.png][]

#### 输入输出方案 ####

让我们看一些输入输出场景来计算球体的面积和体积 -

假设要找到的面积和体积是一个实心球体 -

Input: 7 // 7 is the radius
 Result: Area - 314.1592653589793
 Volume - 359.188760060433

假设要找到的面积和体积是一个空心球体 -

Input: (7, 5) // 7 is the outer radius, 5 is the inner radius
 Result: Area - 314.1592653589793 // Area is same
 Volume - 100.53096491487338

### 使用数学公式 ###

在python程序中，我们使用讨论的数学公式并计算球体的面积和体积。我们导入匹配库以使用 *pi* 常量。

#### 例 ####

以下是查找球形 3D 图形的面积和体积的示例 -

import math R = 7 \#outer radius of sphere r = 5 \# inner radius of sphere \#calculating area of solid sphere area = 4 \* (math .pi ) \* (r ) \* (r ) \#calculating volume of hollow sphere volume\_hollow = 4 \* (math .pi ) \* (R \- r ) \* (R \- r ) \* (R \- r ) \#calculating volume of solid sphere volume\_solid = ( 1 / 3 ) \* (math .pi ) \* (R ) \* (R ) \* (R ) \#displaying output print ( "Area of the sphere: " , str (area ) ) print ( "Volume of the hollow sphere: " , str (volume\_hollow ) ) print ( "Volume of the solid sphere: " , str (volume\_solid ) )

#### 输出 ####

输出如下所示 -

Area of the sphere: 314.1592653589793
 Volume of the hollow sphere: 100.53096491487338
 Volume of the solid sphere: 359.188760060433

### 计算面积和体积的功能 ###

Python还利用函数来提高程序的模块化。在这种情况下，我们使用一个计算球体面积和体积的函数。

#### 例 ####

在下面的python程序中，我们使用用户定义的函数计算实心球和空心球体的面积和体积 -

import math def sphere\_area\_volume (R , r ) : \#calculating area of solid sphere area = 4 \* (math .pi ) \* (r ) \* (r ) \#calculating volume of hollow sphere volume\_hollow = 4 \* (math .pi ) \* (R \- r ) \* (R \- r ) \* (R \- r ) \#calculating volume of solid sphere volume\_solid = ( 1 / 3 ) \* (math .pi ) \* (R ) \* (R ) \* (R ) \#displaying output print ( "Area of the sphere: " , str (area ) ) print ( "Volume of the hollow sphere: " , str (volume\_hollow ) ) print ( "Volume of the solid sphere: " , str (volume\_solid ) ) R = 7 \#outer radius of sphere r = 5 \# inner radius of sphere sphere\_area\_volume (R , r )

#### 输出 ####

在执行上述代码时，输出以 -

Area of the sphere: 314.1592653589793
 Volume of the hollow sphere: 100.53096491487338
 Volume of the solid sphere: 359.188760060433

[a090acee98d24448ace3daa18c646c23.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/332fe954b70340b39d978066a6579bc2.png
[67792df0bd5b408f97772c42a6ce7ddf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/77758608b6404ec5a32ce116c262a172.png