Вход

Сфера и шар

Реферат по математике
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 4.4 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу










Сфера и шар



















Работа ученика 11 класса

средней школы №1906

юго-западного округа

г.Москвы

Кашина Виталия.



Сфера и шар.

Сфера-это фигура, состоящая из всех точек пространства, уда­лённых от данной точки на данном расстоянии. {1,2}


Точка О называется центром сферы, R-радиус сферы.

Любой отрезок, соединяющий центр и какую-нибудь точку сферы, называется радиусом сферы. Отрезок, соединяющий две точки сферы и проходящий через её центр, называется диамет­ром сферы.

Шар-это фигура, состоящая из всех точек пространства, нахо­дящихся на расстоянии не большем данного от данной точки

(или фигура, ограниченная сферой).


Уравнение сферы. {3}

M(x;y;z)-произвольная точка, принадлежащая сфере.

след. MC= т.к. MC=R, то

если т.М не лежит на сфере, то MCR, т.е. координаты точки М

не удовлетворяют уравнению.Следовательно, в прямоугольной системе координат уравнение сферы радиуса R с центром C(x0;y0;z0;) имеет вид : {4}


Взаимное расположение сферы и плоскости.

{5,6,7}




d - расстояние от центра сферы до плоскости.

след. C(0;0;d), поэтому сфера имеет уравнение {8}

плоскость совпадает с Оxy, и поэтому её уравнение имеет вид z=0

Если т.М(x;y;z) удовлетворяет обоим уравнениям, то она лежит и в плос­кости и на сфере, т.е. является общей точкой плоскости и сферы.

след. возможны 3 решения системы :

{9}


1) d 0

уравнение имеет б.м. решений, пересечение сферы и плоскости - окруж­ность C(0;0;0) и r^2=R^2 - d^2


2) d=R , x^2 + y^2 =0 , x=y=0 след. сфера пересекается плоскостью в точке О(0;0;0)


3) d>R , d^2>R^2 R^2 - d^2 < 0

x^2 + y^2 >=0 , x^2+y^2=R^2 - d^2 не имеет решений

Касательная плоскость к сфере.

Плоскость, имеющая со сферой только одну общую точку, называется касательной плоскостью к сфере, а их общая точка называется точкой ка­сания плоскости и сферы.

Теорема:

Радиус сферы, проведённый в точку касания сферы и плоскости, перпен­дикулярен к касательной плоскости. {10}

Доказательство:

Предположим, что ОА не перпендикулярен плоскости, след. ОА-наклонная к плоскости, след. ОА > R , но т.А принадлежит сфере, то получаем противоречие, след. ОА перпендикулярен плоскости.

ч.т.д.

Теорема:

Если радиус сферы перпендикулярен к плоскости, проходящей через его конец, лежащий на сфере, то эта плоскость является касательной к сфере.

Доказательство:

Из условия теоремы следует, что данный радиус является перпендику­ляром, проведённым из центра сферы к данной плоскости. Поэтому рас­стояние от центра сферы до плоскости равно радиусу сферы, и, следова­тельно, сфера и плоскость имеют только одну общую точку. Это означает, что данная плоскость является касательной к сфере.

ч.т.д.

Площадь сферы:

Для определения площади сферы воспользуемся понятием описанного многогранника. Многогранник называется описанным около сферы (шара) , если сфера касается всех его граней. При этом сфера называется вписанной в многогранник.

Пусть описанный около сферы многогранник имеет n-граней. Будем не­ограниченно увеличивать n таким образом, чтобы наибольший размер кождой грани стремился к нулю. За площадь сферы примем предел после­довательности площадей поверхностей описанных около сферы много­гранников при стремлении к нулю наибольшего размера кождой грани. Можно доказать, что этот предел существует, и получить формулу для вы­чесления площади сферы радиуса R :

S=4ПR^2


-4-

© Рефератбанк, 2002 - 2018