第九节 多面体与球[详版课资]
高三数学多面体与球(新编201912)

2.性质 (1)球心和截面圆心的连线垂直于截面;
(2)球心到截面的距离d与球的半径R及截面半径r 有如下关系:
3.球面距离 径.)
为A、B对球心的张角,R为球半
4.表面积与体积
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课前热身
1.一个四面体的所有棱长都为2,四个顶点在同一球面 上,则此球的表面积为( A )
(A)
(B)
(C)
(D)Leabharlann 2.已知一个简单多面体的各个顶点处都有三条棱,则顶 点数V与面数F满足的关系式是( A )
(A)2F+V=4
(B)2F-V=4
(C)2F+V=2
(D)2F-V=2
3.一个凸多面体的顶点数为20,棱数为30.则它的各面 多边形的内角总和为( A )
(A)2160° (B)5400° (C)6480° (D)7200°
4.将棱长为3的正四面体的各棱长三等分,经过靠近顶 点的各分点,将原正四面体各顶点均截去一个棱长为1 的小正四面体,剩下的多面体的棱数为( A )
(A)16
(B)17
(C)18
(D)19
5.地球表面上从A地(北纬45°,东经120°)到B地(北纬 45°,东经30°)的最短距离为(地球半径为R)( A )
(3)每个面都是有相同边数的正多边形,且以每 个顶点为其一端都有相同数目的棱的凸多面 体,叫正多面体.
;我爱查吧 https:/// 我爱查吧
;
文字有三句话,各有一处语病,请选择两句加以修改。(4分) ①在甲型H1N1流感防控工作的关键时刻,在我省一套信息化应急指挥系统正式启动。②通过这套指挥系统,使省疾病预防控制中心工作人员可随时向省领导汇报全省甲型HlNl流感的防控情况,省领导也可以通过该系统对防控工作发出 指令。③采取信息化应急指
高三数学多面体与球

πR 的弧长等于 (R为地球半径),求甲、乙两地间的距离. 2
【解题回顾】求球面上两点的距离,就是求过这两点 的大圆的劣弧长,而不是纬线上的劣弧长,求解的关 键在于求两点的球心角的大小,利用弧长公式来求 出:L=θ•R即为所求球面距离.
3. 设一个凸多面体有 V个顶点,求证它的各面多边形 的内角总和为(V-2)•360°.
2010届高考数学复习 强化双基系列课件
56《立体几何 -多面体与球》
多面体与球
• 要点·疑点·考点 •课 前 热 身 • 能力·思维·方法 • 延伸·拓展 •误 解 分 析
要点·疑点·考点
一、多面体 1. 概念 (1)若干个平面多边形围成的几何体,叫多面体. (2)把多面体的任何一面伸展为平面,如果所有 其他各面都在这个平面的同侧,这样的多面体 叫凸多面体. (3)每个面都是有相同边数的正多边形,且以每 个顶点为其一端都有相同数目的棱的凸多面 体,叫正多面体.
(A)R (C) πR
(B) πR (D) πR
3
2
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能力·思维·方法
1. 已知凸多面体每个面都是五边形,每个顶点都有三 条棱,试求该多面体的面数、顶点数和棱数.
【解题回顾】用欧拉公式 V+F-E=2 解题时,要善于发
nF 现棱数E与面数F、顶点数V的关系,一般有E 2 mV 和E 2
2. 在北纬 60°圈上,有甲常转化为小圆半径,大圆 半径及球心到截面距离来解决. 返回
误解分析
1.在涉及球内接正方体或长方体的题目中,作出的截 面一般过多面体的对角线,且对角线长为球的直径 若过对棱中点作横截面,将会出错.
2. 球面上两点间距离不是直线距离,也不是纬度圈上 的劣弧长,而是指过这两点的球大圆上 的劣弧长,不 能错啊!
高考数学总复习 9.11简单多面体和球精品课件 文 新人教B版

6.两点的球面距离:球面上两点之间的最短距离,
就是经过两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度, 我们把这个弧长叫做两点的球面距离,l=Rφ(φ为球心 角的弧度数). 7.球的表面积和体积公式:S=4πR2,V= πR3.
1.球面距离是弧长,而非两点间的直线距离;求A、
B两点的球面距离的步骤是:⑴求弦长|AB| ,⑵求球心
6.(2004年北京,理11)某地球仪上北纬30°纬线 的长度为12π cm,该地球仪的半径是________cm,表 面积是________cm2.
例1
已知球的两个平行截面的面积分别为49π、
400π,且两个截面之间的距离为9,求球的表面积. [分析] 先画出过球心且垂直于已知截面的球的大 圆截面,再根据球的性质和已知条件列方程求出球的
3.球的概念:与定点距离等于或小于定长的点的
集合,叫做球体,简称球,定点叫球心,定长叫球的 半径,与定点距离等于定长的点的集合叫做球面.一 个球或球面用它的球心的字母表示,例如球O. 4.球的截面:
(1)球的截面是一个圆;
(2)球心和截面圆心的连线垂直于截面; (3)球心到截面的距离d与球的半径R及截面圆的半 径r满足r= . 球面被经过球心的平面截得的圆叫做大圆,被不
一、选择题 1.下列四个命题中错误的个数是 ( )
①经过球面上任意两点,可以作且只可以作一
个球的大圆;②球的表面积是它大圆面积的四倍; ③球面上两点的球面距离,是这两点所在截面圆上 以这两点为端点的劣弧的长. A.0 C.2 [解析] ①③错误. [答案] C B.1 D.3
2.一平面截一球得到直径为6 cm的圆面,球心到
经过球心的平面截得的圆叫做小圆.
5.经度、纬度: 经线:球面上从北极到南极的半个大圆. 纬线:与赤道平面平行的平面截球面所得的小 圆. 经度:某地的经度就是经过这点的经线与地轴确 定的半平面与0°经线及轴确定的半平面所成的二面角 的度数. 纬度:某地的纬度就是指过这点的球半径与赤道 平面所成角的度数.
2010高考数学一轮复习 第九讲 多面体与球课件 新人教版

第十五页,编辑于星期五:五点 二十四分。
2.长方体的一个顶点上的三条棱长分别是3、4、5,
且它的8个顶点都在同一球面上,则这个球的表面积是
()
A.25π B.50π C.125π D.都不对
解析:设长方体的体对角线长为l,外接球半径为R,
则l2=32+42+52=50,又R=,
∴S球表=4πR2=4π× 答案:B
答案:B
第九页,编辑于星期五:五点 二十四分。
3.如图,已知直平行六面体ABCD-A1B1C1D1的各条 棱长均为3,∠BAD=60°,长为2的线段MN的一个端点M
在DD1上运动,另一端点N在底面ABCD上运动,则MN的 中点P的轨迹(曲面)与共一顶点D的三个面所围成的几何体
的体积为
()
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面截球所得的圆面面积为π,则球的体积为
()
第七页,编辑于星期五:五点 二十四分。
解题思路:设球半径为R,截面圆半径为r,根据πr2= π⇒r=1.
又∵OQ1=1,∴R= 从而得球的体积
第八页,编辑于星期五:五点 二十四分。
失分警示:对球的性质掌握不好,OO1⊥截面圆O1及 Rt△OO1A中勾股定理的运用,还有球的表面积公式的应用 不够灵活,导致该题失分.
【例2】 设地球的半径为R,在北纬45°圈上有两个 点A、B,A在西经40°,B在东经50°,求A、B两点间纬线 圈的弧长及A、B两点间的球面距离.
[解析] 如图,设45°纬线圈中心为O1,地球中心为 O,则∠AO1B=40°+50°=90°.
又∵OO1⊥圆O1所在平面, ∴OO1⊥O1A,OO1⊥O1B. 又∵A、B在北纬45°圈上, ∴∠OBO1=∠OAO1=45°.
多面体与球

多面体与球1.三棱锥顶点在底面上的射影为三角形的外心⇔三侧棱相等或三侧棱与底面所成的角相等;内心⇔三侧面与底面所成的二面角相等;垂心⇔相对的棱垂直。
正三棱锥中相对的棱垂直;三棱锥三侧棱(侧面)两两垂直⇒顶点在底面上的射影为三角形的垂心;三棱锥一个顶点在对面上的射影为三角形的垂心⇒三棱锥其余顶点在对面上的射影也为三角形的垂心。
[举例1] 已知三棱锥S -ABC 的底面是正三角形,点A 在侧面SBC 上的射影H 是△SBC 的垂心,SA=a ,则此三棱锥体积最大值是 解析:∵点A 在侧面SBC 上的射影H 是△SBC 的垂心,∴点S 在底面ABC 上的射影O 为△ABC 的垂心;又△ABC 为正三角形,∴O 为△ABC 的中心,即三棱锥S -ABC 为正三棱锥。
记SO=h (h< a ),则AO=22h a -,于是有:AB=)(322h a -,记三棱锥S -ABC 体积为f(h),则f(h)=h h a )(4322-, f /(h)=)3(4322h a -,∴f max (h)=)33(a f =63a .[举例2] 下面是关于三棱锥的四个命题:①底面是等边三角形,侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱锥.②底面是等边三角形,侧面都是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥. ③底面是等边三角形,侧面的面积都相等的三棱锥是正三棱锥.④侧棱与底面所成的角都相等,且侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱;其中,真命题的编号是 (写出所有真命题的编号).解析:①侧面与底面所成的二面角都相等,则顶点在底面上的射影O 是底面的内心,又底面是等边三角形,故O 是底面三角形的中心,所以三棱锥是正三棱锥;②在三棱锥S -ABC 中,令AB=BC=CA=SA=SB=2,SC=3,该三棱锥不是正三棱锥;③底面是等边三角形且侧面的面积都相等,则顶点到底面三边的距离相等,即顶点在底面上的射影O 到底面三边的距离相等,但这不意味着O 是底面三角形的内心,还有可能是旁心(一个内角的平分线与另一个角的外角平分线的交点),故三棱锥未必是正三棱锥;④侧棱与底面所成的角都相等,则顶点在底面上的射影O 是底面的外心,侧面与底面所成的二面角都相等,则O 是底面的内心,底面三角形的内、外心重合,则必为正三角形且O 为其中心,故该三棱锥是正三棱锥。
球体构成多面体立体构成课堂课资

对球体的变化
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面的处理 切孔、切折、附加、凹入 凸出等处理 (效果:坚实或轻巧)
边的处理 进行变化
角的处理
反折、剪边、平折等手段 剪角或内折等方法
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1、面的处理
面的处理是在多面体的面上进行开窗、 附加、凹入凸出等变化 O 开窗——在面的某一部位按照设计的需要切
口形成窗口状 O 附加——在面上家如别的形态,使原有的面
O 凸边——将边向外突出,求得形态的变化
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12
①本体变化
①本体变化 就是在多面体的造型上直接进行加工,不除
量,也不增形。
A 棱边处理 单线变复线,将多面体棱边处理为双线,这
样棱边形成了一个狭窄棱面,棱角由尖锐变成了平钝。
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13
折痕线变形 将多面体原来笔直的棱边折痕线变成曲线的处 理,幅度不宜过大,可使原来严肃的形体变得优美起来。
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O 阿基米德多面体一共有13个,包括十四面 体、十六面体、二十六面体等。
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6
截半立方体
上课截复半习十二面体
7
多面体变异 无论是柏拉图多面体,还是阿
基米德多面体,由于表面具有平面几何形的数理性, 若以此作为基本结构,对其表面、棱边、棱角进行 处理,多面体将呈现出更加多样的异形变化,营造 出更加全新的视觉听觉心理感受。
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1
柏 拉 图 多 面 体
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2
多面体与球.doc

4、三个球的半径之比是1:2:3,则最大球的体积等于其他两个球体积和的倍。
5、设地球的半径为R,在北纬450圈上有A、B两地,它们的纬度圈上的弧长等于 R,求A、B两地间的球面距离。
6、已知球的半径为25,有两个截面的面积为49 、400 ,求平行截面间的距离。
7已知各棱长都相等的三棱锥内接在一个体积为36 的球内,求这个棱锥的高?
8、若球的半径为R,求其内接正四面体的体积?
9分与面数.
10球面上三点A、B、C组成这个球的一个截面的内接三角形,AB=18,BC=24,AC=30,且球心到截面的距离为球半径的一半,(1)求球的体积,(2)求AC两点的球面距离.
11、有一轴截面为正三角形的圆锥形容器,内部盛水的高度为H,放入一个球后,水面恰好与球相切,求球的半径?
C、过球面上两点只有一个球的小圆D、过球面上两点只有一个半径最小的球小圆
2、过球的一条半径的中点作垂直于这条半径的球截面,则此截面面积是球大圆面积的()
A、/2 B、1/3 C、3/4 D、1/4
3、设地球的半径为R,求北纬600的纬线长
球O的半径R,点A、B在球面上,∠AOB= (小于 ),求A、B两点间的球面距离
姓名
班级
学号
时间
课题
多面体与球
设计
一、方法点拨:(1)了解多面体、正多面体的概念,理解欧拉公式,并利用欧拉公式解决有关
大纲版数学理科高考总复习9-7多面体与球

• 题型二 球面距离 • 典例2 设地球的半径为R,在北纬 45°圈上有两个点A、B,A在西经40°, B在东经50°,求A、B两点间纬线圈的 弧长及A、B两点间的球面距离.
• 【解】 如图所示,设 45°纬度圈的 中心为O1,地球中心为O, • 则∠AO1B=40°+50°=90°. • 又∵OO1⊥圆O1所在平面, • ∴OO1⊥O1A,OO1⊥O1B. • 又∵A、B在北纬45°圈上, • ∴∠OBO1=∠OAO1=45°.
•大圆 ②球面被经过球心的平面所截得的圆 叫做 ,被不经过球心的平面 小圆 所截得的圆叫做 ; 截面 • ③球心和截面圆心的连线垂直 ; • ④球心到截面的距离 2.与球的半径 R 及 d2=R2-rd 截面的半径r,有下面的关系:
• (3)球面距离 大圆在这两点间的一段劣弧 • 经过球面上两点的 的 长度,叫做两点的球面距离.
• 变式1 给出下列命题,其中正确的有 ( ) • ①底面是正多边形,而侧棱长与底面 边长相等的棱锥是正多面体; • ②正多面体的面不是三角形就是正方 形;
• ③长方体的各个面是正方形时,它就 是正多面体; • ④正三棱锥是正四面体. • A.①② B.③ • C.②③ D.③④
• 解析: 对于①,正多面体各面必须是 全等多边形,如果是一个正四棱锥, 且侧棱长与底面边长相等,符合条件, 但它不是正多面体;对于②,正多面 体的面在正四面体、正八面体、正二 十面体中是正三角形,在正方体中是 正方形,而在正十二面体中则是正五 边形;对于③长方体的各个面是正方 形时,它是正方体,因而是正多面体; 对于④,正三棱锥中,若侧棱长与底 面边长不相等,则它不是正多面体. • 答案:B
• 变式 3 球 O 的球面上有三点 A , B , C , BC=5 cm,∠BAC=30°,过A,B,C 三点作球O的截面,球心到截面的距离 为12 cm. • (1)求截面的面积; • (2)求球的表面积; • (3)求球的体积.
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• 2.(2009年江西卷)体积为8的一个正方体, 其全面积与球O的表面积相等,则球O的 体积等于________.
• 【解析】 设正方体棱长为a,球半径为r.
• ∵a3=8,∴a=2.∵4πr2=6a2,
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• 2.球
• (1)球面和球的概念
• 半圆以它的直径 为旋转轴,旋转所成的曲
面叫做球面,球面所球围体成的几何体叫做 ,
简称球.
等于
• 球也可以看作是与定点(球心)的距离
定长(半径)的所有点的集合(轨迹).
• (2)球的截面的性质
• ①用一个平面去截一个球,截面是大一圆 个圆 面;
小圆
• ②球面被经过球心课的堂优质平面所截得的圆叫做 4
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• 【解析】 (1)证明:连结BD,因为AD⊥ 底面BCDE,AC⊥BC,AE⊥BE,所以 △ABC、△ABE、△ABD均是以AB为斜边的 直角三角形,从而点A、B、C、D、E都 在以AB为直径的同一球面上.
• (2)取AB的中点O,则O为球心,因为 ∠CBE=90°,DE为AE在面BCDE上的射影, AE⊥BE,所以DE⊥BE,
• 【解析】 如图所示,
• ∵2πr=12π,∴r=6(cm).
• 设地球仪半径为R,
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• 在北纬45°圈上有A、B两点,沿该纬 线圈上A、B两点的劣弧长为 πR(R为地 球半径),求:A、B两点的球面距离.
• 【思路点拨】 先据已知条件找出北纬 45°圈的小圆半径与地球半径的关系,再 求出AB的长,进而求距离.
间的球面距离).
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• 1.下列结论正确的是
()
• A.过球面上两点,可确定球的一个大圆
• B.过球直径的三等分点的平面不可能平 分球
• C.过球面上三点,可确定一个大圆
• D.若A、B、C是球面上三点,则过三点
的球的截面圆周是△ABC的外接圆
• 【答案】 D
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• 2.(2008年湖北卷)用与球心距离为1的平
• ∴截面的面积为πr2=25π(cm2). • (2)∵球心到截面距离为12 cm, • ∴R2-r2=122,R2=122+52=132, • ∴R=13. • ∴S球=4πR2=676π(cm2).
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16
•
解球的截面问题,关键是利用球
的截面圆半径、球心到截面的距离、球半
径三者之间的关系建立等式.球的表面积
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5
•
(1)要分清球和球面的区别.球面
是曲面,是球的表面,是空间中与定点的
距离等于定长的点的集合,球是球体的简
称,是几何体,是空间中与定点的距离等
于或小于定长的点的集合.
• (2)球面距离(如A、B两点距离)的计算方法: • ①计算线段AB的长; • ②计算∠AOB; • ③求过A、B的大圆的劣弧长(即A、B两点
• (1)求证:平面ABD⊥平面ADC;
• (2)如果BD∶DC= ∶2,求二面角B-AC -D的大小.
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• 【解析】 (1)证明:如图,设截面圆BCD 的圆心为O1,则OO1⊥面BCD.连结BD.
• 在△ABC中,O,O1分别为AC,BC的中点, ∴OO1綊
• AB,
• ∴AB⊥平面BCD,
DF⊥AC, • ∴∠DFE是二面角B-AC-D的平面角. • 设球的半径为2,则OO1=1,AB=2,
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• ∴二面角B-AC-D的大小为60°.
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•
解决有关的外接球问题时,一般
作一个适当的截面,将问题转化为平面问
题解决,这个截面通常指圆锥的轴截面,
球的大圆,多面体的对角面等,在这个截
• 第九节 多面体与球
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1
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• 1.多面体与正多面体
• (1)多面体:若干平个面多边形 体叫做多面体.
围成的几何
• (2)凸多面体:把多面体的任何一个面伸展
为平面,如果所有其他各同一面侧都在这个平面
的
,这样的多面体叫做凸多面体.
• (3)正多面,体且:以每每个个面顶都点是为有其相一同端正边都多数边有的形相 同数目的棱的凸多面体,叫做正多面体.
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• 在高考中,主要考查球的性质、球面上两 点间距离、球的表面积、体积的计算以及
球的内接多面体和外切多面体等问题,多 以选择题和填空题的形式进行考查.
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• 1.(2009年陕西卷)如图,球O的半径为2, 圆O1是一小圆,OO1= ,A、B是圆O1 上两点,若A、B两点间的球面距离为 , 则∠AO1B=________.
面中应包括每个几何体的主要元素,且这
个截面必须能反映出几何的主要位置关系
和数量关系.
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•
2.四棱锥A—BCDE中,AD⊥底
面BCDE,AC⊥BC,AE⊥BE.
• (1)求证:A、B、C、D、E都在以AB为直 径的同一球面上;
• (2)若∠CBE=90°,CE= ,AD=1,求 B、D两点的球面距离.
和体积都是关于球半径的函数,因此要注
意运用函数与方程的思想方法去处理.
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•
1.在球心的同侧有相距9 cm的
两个平行截面,它们的面积分别为49π
cm2和400π cm2,求球的表面积和体积.
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• 球O的截面BCD到球心的距离等于球 的半径的一半,BC是截面圆的直径,D是 截面圆圆周上一点,CA是球O的直径.
• ∴AB⊥CD.又BC是⊙O1的直径, • ∴CD⊥BD,∴CD⊥平面ABD,
• CD⊂面ACD
• ∴平面ABD⊥平面ADC.,AB⊥平面BCD, • ∴平面BCD⊥平面ABC. • 作DE⊥BC于E,则DE⊥平面ABC, • 作EF⊥AC于F,连结DF.由三垂线定理知
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•
球O的球面上有三点A,B,C,BC=
5 cm,∠BAC=30°,
• 过A,B,C三点作球O的截面,球心到截 面的距离为12 cm.
• (1)求截面的面积;
• (2)求球的表面积;
• (3)求球的体积.
• 【思路点拨】 画示意图,求出小圆半径 及球的半径.
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• 【解析】 (1)设过A,B,C三点的外接圆 的半径为r,球的半径为R,
面去截球,所得的截面面积为π,则球的
体积为
()
【答案】 B
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8
• 3.已知正方体的外接球的体积是 π, 则这个正方体的棱长是
()
【答案】 D
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【答案】 2
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• 5.某地球仪上北纬30°纬线的长度为12π cm,该地球仪的半径是________cm,表 面积是________cm2.
• ③球心和截面圆心的连垂直线截面
;
• ④球心到截面的距离d与球的半径R及截面 的半径r,有R2=下d2面+r的2. 关系:
• (3)球面距离
• 经过球面上两点的大圆在这两点间的劣弧的长度, 叫做两点的球面距离.
• (4)球的表面积与体积
• 半径是R的球的表面积S球4面πR=2
V球π=R3
.
;体积