Geogebra-球坐标系

球坐标系(Spherical coordinate system )简单总结 简介 在学术界内,关于球坐标系的标记有好几个不同的约定。按照国际标准化组织建立的约定(ISO 31-11),径向距离、天顶角、方位角,分别标记为  。这种标记在世界各地有许多使用者。通常,物理界的学者也采用这种标记。而在数学界,天顶角与方位角的标记正好相反:  被用来代表天顶角,  被用来代表方位角。数学界的球坐标标记是  。这种标记的优点是较广的相容性;在二维极坐标系与三维圆柱坐标系里,  都... 阅读详情
AI摘要

本文介绍了球坐标系的基本定义及其表示方法,并给出了在球坐标系中计算线段元、面元面积及体积元的具体公式。此外还讨论了如何通过弧度与半径计算弧长。

球坐标系x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ{x=rsin⁡θcos⁡φy=rsin⁡θsin⁡φz=rcos⁡θr∈[0,+∞),θ∈[0,π],φ∈[0,2π] 球坐标系 x=rsinθcosφ y=rsinθsinφ z=rcosθ\\ \left\{\begin{array}{l}x=r\sin\theta\cos\varphi\\y=r\sin\theta\sin\varphi\\z=r\cos\theta\end{array}\right. r∈[0,+∞),θ∈[0, π], φ∈[0,2π] 球坐标系x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ⎩⎨⎧​x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ​r∈[0,+∞),θ∈[0,π],φ∈[0,2π]

弧长公式

L=n× π× r/180,L=α× r
弧长=弧度*半径
在这里插入图片描述

图片来源于网络

在球坐标系中,沿基矢方向的三个线段元为:{dlr=drdlφ=rsin⁡θdφdlθ=rdθ球坐标的面元面积是:dS=dl(θ)∗dl(φ)=r2sinθdθdφ体积元的体积为:dV=dl(r)∗dl(θ)∗dl(φ)=r2sinθdrdθdφ 在球坐标系中,沿基矢方向的三个线段元为: \\ \left\{\begin{array}{l}dl_r=dr\\dl_\varphi^{}=r\sin\theta d\varphi\\dl_\theta=rd\theta\end{array}\right.\\ 球坐标的面元面积是:\\ dS=dl(θ)* dl(φ)=r2sinθdθdφ\\ 体积元的体积为:\\ dV=dl(r)*dl(θ)*dl(φ)=r2sinθdrdθdφ 在球坐标系中,沿基矢方向的三个线段元为:⎩⎨⎧​dlr​=drdlφ​=rsinθdφdlθ​=rdθ​球坐标的面元面积是:dS=dl(θ)∗dl(φ)=r2sinθdθdφ体积元的体积为:dV=dl(r)∗dl(θ)∗dl(φ)=r2sinθdrdθdφ
在这里插入图片描述

r=1
θ=1
φ=1
向量((0, 0, 0), ( r*sin(θ)sin(φ),0, 0))

向量((0, 0, 0), (0, r*sin(θ)sin(φ), 0))

向量((0, 0, 0), (0, 0, r*cos(θ)))

向量((0, 0, 0), ( r*sin(θ)sin(φ), r*sin(θ)sin(φ), r*cos(θ))))

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