1

n次元球の体積について(仮)

89
0
$$\newcommand{binta}[2]{\displaystyle \int_{#1}^{#2}} \newcommand{bintb}[0]{\displaystyle \int } \newcommand{dif}[1]{\displaystyle \frac{d}{d #1}} $$

$n$次元の体積について

$n$次元球の体積を$V_n(r)$($r$は半径)とすると、$V_{n+1}(r)$$V_n(r)$には何等かの関係性があるのではないか という事を思いついたのでただただ検証するだけの記事です。
$n$次元の球の体積は次のような積分によって求められることを前提として考える

$n$次元の球の体積を$V_n$とすると、$V_n$は次のように与えられる。
$$V_n = \int_{D} dx_1 dx_2\cdots dx_n~~~\left(D=\{(x_1)^2+(x_2)^2+\cdots(x_n)^2 \leq r^2 ~~~|~r \in \mathbb{R}_{\geq 0}\}\right)$$

この積分って、数学Ⅲでやった立体の体積の求め方を応用してあげると、
$V_{n+1}$$V_n$を用いて次のように表される。
$\displaystyle V_{n+1}~=~\int_{-r}^r V_n\left(\sqrt{r^2-x^2}\right)~dx$
ただし、$V_1 = 2r$とする。
この積分方程式が解ける有識者がいたら解法教えてください。
理解を深めるために身近な例($n=2$)を計算して終わろうと思います。
$$V_3 = \int _{-r}^{r}\pi(r^2-x^2)dx$$
$$~~~~=\left[\pi r^2 x-\frac{\pi x^3}{3}\right]^r_{-r}$$
$$~~~~=\frac{4\pi r^3}{3}$$
皆さんが知っているであろう球の体積の公式と同じ形が出てきたので、うれしいです。

投稿日:621

この記事を高評価した人

高評価したユーザはいません

この記事に送られたバッジ

バッジはありません。

投稿者

数学系OC「まったり数学部屋」のメンバーのぶどう糖です。 まだ高校数学すら安定していないへっぽこですがよろしくお願いします

コメント

他の人のコメント

コメントはありません。
読み込み中...
読み込み中