华为数据中心干嘛的:为什么两点间的球面距离是过两点的大圆

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/05/05 14:25:02
请数学高手给予论证

在普通的空间里,两点间的最短距离是过两点的直线,这是欧几里德的一个公理,但是按现代数学的观点,公理并不是不证自明的真理,而仅仅是构造理论的基础。比如在球面上,无所谓直线,可以证明两点间的最短距离是球面上大圆的短弧,这在数学上叫测地线.

证明大意:
这里的球面距离定义的是限制在球面上两点间最短的距离,只要证明这两点间大圆的弧长比其他连接方式都短就可以了。

而证明类似于三角,两边长度和大于第三边。 这里就可以取三个点,证明球面三角上的两短弧长之和大于第三条弧。而对于同一个球,弧长等于Rθ,其中θ是那条弧所对应的角度(弧度)。这样,就化成一个高中可以解决的立体几何问题。

两点间的直线距离是一定的,也就是说在某个圆上有一条弦的长度是一定的,那么这个弦所对应的弧怎样才是最短的呢?设半径为r,则圆心角、弧长都可以算出来,然后容易得到——半径越大、弧长越短,于是在球上的圆半径最大的是大圆,得证。