The -ball, denoted , is the interior of a sphere , and sometimes also called the -disk. (Although physicists often use the term "sphere" to mean the solid ball, mathematicians definitely do not!)

The ball of radius  centered at point {x,y,z}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/Ball/Inline6.gif" style="height:15px; width:46px" /> is implemented in the Wolfram Language as Ball[{" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/Ball/Inline7.gif" style="height:15px; width:5px" />x, y, z}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/Ball/Inline8.gif" style="height:15px; width:5px" />, r].

The equation for the surface area of the -dimensional unit hypersphere  gives the recurrence relation

(1)

Using  then gives the hypercontent of the -ball  of radius  as

(2)

(Sommerville 1958, p. 136; Apostol 1974, p. 430; Conway and Sloane 1993). Strangely enough, the content reaches a maximum and then decreases towards 0 as  increases. The point of maximal content of a unit -ball satisfies

			(3)
			(4)
			(5)

where  is the digamma function,  is the gamma function,  is the Euler-Mascheroni constant, and  is a harmonic number. This equation cannot be solved analytically for , but the numerical solution to

(6)

is  (OEIS A074455) (Wells 1986, p. 67). As a result, the five-dimensional unit ball  has maximal content (Le Lionnais 1983; Wells 1986, p. 60).

The following table gives the content for the unit radius -ball (OEIS A072345 and A072346), ratio of the volume of the -ball to that of a circumscribed hypercube (OEIS A087299), and surface area of the -ball (OEIS A072478 and A072479).

0	1	1	0
1	2	1	2
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Let  denote the volume of an -dimensional ball of radius . Then

			(7)
			(8)

so

(9)

where  is the erf function (Freden 1993).

REFERENCES:

Apostol, T. M. Mathematical Analysis. Reading, MA: Addison-Wesley, 1974.

Conway, J. H. and Sloane, N. J. A. Sphere Packings, Lattices, and Groups, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, p. 9, 1993.

Freden, E. "Problem 10207: Summing a Series of Volumes." Amer. Math. Monthly 100, 882, 1993.

Le Lionnais, F. Les nombres remarquables. Paris: Hermann, p. 58, 1983.

Sloane, N. J. A. Sequences A072345, A072346, A072478, A072479, A074455, and A087299 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Sommerville, D. M. Y. An Introduction to the Geometry of n Dimensions. New York: Dover, p. 136, 1958.

Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers. Middlesex, England: Penguin Books, 1986.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم صناعة الشبابيك يشرع بإدامة شباكين قديمين لمرقد الإمامين العسكريين (عليهما السلام)

فرقة العباس (عليه السلام) تختتم خدماتها المقدمة للزائرين في سامراء

موكب العتبتين المقدستين يحيي ذكرى استشهاد الإمام الهادي (عليه السلام) في سامراء

العتبة العسكرية المقدسة تكرّم وفد العتبة العباسية المقدسة لمشاركته في تقديم الخدمات للزائرين

المزيد

الآخبار الصحية

كنز غذائي على طبقك.. ماذا تفعل السبانخ بجسمك؟

ما لا يتوقعه أحد.. "سر غذائي" في الجبن الدسم

لتحسين الهضم والنوم.. هذا أفضل وقت لتناول العشاء

10 طرق بسيطة وغير مألوفة لحرق المزيد من السعرات يوميا

المزيد

الآخبار التكنلوجية

سابقة بعالم الطيران.. طائرة تقرر الهبوط بنفسها بعد ظرف طارئ

"الإنفلونزا الخارقة" تكتسح دول العالم.. وتثير قلقا كبيرا

مرحلة ما قبل الأعراض.. دواء جديد يستهدف "شرارة" الزهايمر

إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.. ما دور المحيطات والبحار؟

المزيد