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球 的 概 念 和 性 质. 一、球的概念. 问题 1 : 圆的定义?. 答:在一个 平面内 到一个定点的距离为定长的点的集合是一个圆.. 问题 2 : 在 空间内 到一个定点的距离为定长的点的集合是什么?. 答:是球面.. 问题 3 : 那什么叫球体呢?球体又会有哪些性质呢?. 球的直径. 球心. R. 球的半径. O. O. 定点叫做球心 ; 定长叫做球的半径. 球 : 与定点的距离等于或小于定长的所有点的集合叫做球体 , 简称球 .( 球面所围成的几何体). 一个球用表示它的球心的字母来表示 , 例如 : 球 O. O. α.
E N D
一、球的概念 • 问题1:圆的定义? 答:在一个平面内到一个定点的距离为定长的点的集合是一个圆. • 问题2:在空间内到一个定点的距离为定长的点的集合是什么? 答:是球面. • 问题3:那什么叫球体呢?球体又会有哪些性质呢?
球的直径 球心 R 球的半径 O O 定点叫做球心;定长叫做球的半径. 球:与定点的距离等于或小于定长的所有点的集合叫做球体,简称球.(球面所围成的几何体) 一个球用表示它的球心的字母来表示,例如:球O.
O α 用一个平面去截一个球,所得截面是什么图形? 圆面
r = - 2 2 R d O d R C r P 二、球的性质 (1)、球心和球的截面圆心的连线与截面有什么关系? 垂直 (2)、球的半径R,球心到截面的距离d和截面圆的半径r 之间满足什么关系?
o O d C 球面被经过球心的 平面所截得的圆叫 做大圆 球面被不经过球心 的截面所截得的圆 叫做小圆
O B d R E r A C 例1. 在半径是13cm的球面上有A,B,C三点, AB=BC=CA=12cm,求球心到经过这 三点的截面的距离.
课堂练习一 练习1:经过球面上两个不同的点, 可以得到多少个大圆() A.1个 B.1个或无数个 C.2个 D.2个或无数个 B
2、判断正误:(对的打√,错的打×) (1)半圆以其直径所在直线为轴旋转一周所成的曲面叫球。 (2)到定点的距离等于定长的所有点的集合叫球. (3)球的小圆的圆心与球心的连线垂直于这个小圆所在平面。 (4) 球的半径是5,截面圆的半径为3,则球心到截面圆所在平面的距离为4。 × × √ √
北极 纬线 C A B O 0° 赤道 经线 南极 二、经线和纬线 经线:地球面从北极到南极的半个大圆。 纬线:赤道及与赤道平面平行的截面截地球面所 得的小圆。
C A r θ R θ B O 某点纬度: 经过该点的球半径与 赤道面所成的角的度 数(等于球半径和纬线 圈所在平面的半径的 夹角)。 说明: 小圆半径r与球半 径R及纬度的关系 r =R· cosθ 某地的经度: 经过这一点的经线与地轴确定的半平面与0o经线及轴确定的半平面所成的二面角的度数
北极 地 轴 P O 道 赤 A 经度纬度 1.地球的纬度 • 赤道是一个大圆, 其它的纬线都是小圆. • 某点的纬度就是经过这点的球半径与赤道面所成角的度数. • 由地理知识知:AOP的度数为P点纬度.
北极 本 地 轴 P 初 子 午 O 线 道 A 赤 B 经度纬度 2.地球的经度 • 地球的经线就是球面上从北极到南极的半个大圆. • 某点的经度是经过这点 的经线和地轴确定的半平面与0度经线(本初子午线) 和地轴确定的半平面所成二面角的度数. • 由地理知识知:AOB为P点所在经线的经度.
课堂练习二 已知球的半径为25cm,被两个平行平 面所截,两个截面的面积分别49πcm2和225πcm2,求两个截面之间的距离.
三、球面上两点间的距离 • 球面上两点间的距离 思考1:平面上两点间的最短距离是连结这两点的线段的长度,而球的表面是曲面,球面上 P、Q 两点间的最短距离显然不是线段 PQ 的长度,那是什么呢?
阿拉斯加 洛山矶 上海 思考2: 夏威夷群岛 问:飞机从上海经过阿拉斯加飞到洛山矶却比直接从 上海经过夏威夷的飞行距离少800千米,这是为什么?
北极 阿拉斯加 A O1 上海 B 洛山矶 夏威夷群岛 O 0° 南极
Q P 两点间的球面距离 Q P
C r r A B O 两点的球面距离.: 球面上两点之间最短连线的长度,就是经过这两点的大圆在这两点之间的一段劣弧的长度,我们把这个长度叫做两点的球面距离. R
C r R P Q C r r P Q R O O 例3.设地球O的半径为R, P,Q是地球球面上两点, P在北纬45°东经20 °,Q点在北纬45 °东 经110 °,求P,Q两点的球面距离. ∠PCQ=110°-20°=90° ∠POQ即为所求球心角,只须求出PQ长度,根据 余弦定理即可求出∠POQ
思考题: 1、在北纬45o圈上有A、B两点,设该纬度圈上A、B 两点的劣弧长为 ,求A、B两点的球面距离。 2、设地球半径为R,若甲地位于北纬45°东经120°,乙地位于南纬75°东经120°,求甲乙两地的球面距离。
课堂小结: 1.球及球面的概念; 2.大圆、小圆的概念; 3.球的性质: ①截面的形状(圆) ②垂直关系和数量关系 4.地球经纬度的含义 5.两点的球面距离 作业: