解析几何 —— 球

  • 注意区分:球体和球面,就好比需要区分:圆形区域和圆一样;

  • 球面的形成:到一个定点距离相等的所有点形成一个球面;

  • 到两个定点距离相等的所有点则是两个球面的交集,即一个圆;

  • 球面上的圆周总可以被理解为:圆锥面和球面相切的交线;


    解析几何 —— 球_第1张图片

1. 体积与表面积

体积:

V=43πr3

表面积(想象一个半径为 r 的球体,恰好能塞进一个底面半径为 r,高度为 2r 的圆柱内,则球的表面积刚好等于圆柱的表面 = 底面周长*高 = 2πr2r=4πr2

S=4πr2

2. 空间几何

  • (1)空间中的两个球面相交于一个圆


    解析几何 —— 球_第2张图片

  • (2)球面与圆(不是圆形区域)的交集是两个点

3. 球极射影


解析几何 —— 球_第3张图片

  • 球极射影将球面上不过极点的圆,变为平面上的圆;

首先来证明这么一个简单定理,平面与球在不相切的情况下,相交的点构成一个圆。

证:引球心 C 到由相交点围成的区域的垂线,垂足为 P,任取相交点的两点,A、B:


解析几何 —— 球_第4张图片

  • CA = CB
  • CP
  • ∠APC = ∠BPC

得出,PA = PB,⇒ P 为圆心;

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