User:LaanChae/沙盒

维基百科,自由的百科全书

在球面三角学中,球面余弦定理是一个与球面三角形的边和角有关的定理,类似于平面三角学的余弦定理

用余弦定理解球面三角形

给定一个单位球,球体表面的球面三角形由连接球体上三点 的大圆定义(如右图)。如果这三条边的长度是 (从 )、(从)和 (从 ),并且 对面的角是 ,那么(第一)球面余弦定理指出:

由于这是一个单位球,这三条边的长度 就等于它们所对的圆心角(以弧度为单位)。对于非单位球体,边的长度是它所对的圆心角乘以球的半径,即使 被理解为边所对的圆心角,这个公式也成立)。作为一个特殊情况,若 ,那么 ,我们就可以得到球面上的勾股定理

如果用球面余弦定理来求解 ,那么当 很小的时候,必须进行的反余弦函数运算就会放大误差。在这种情况下,使用另一个公式半正矢公式更为可取。

球面余弦定理的一个变种,即(第二)球面余弦定理(也称做角的余弦定理)指出:

其中 分别为边 所对的角。这个公式可以在与给定三角形相对的极三角形中运用第一定理得到。

证明[编辑]

第一个证明[编辑]

表示从球体中心到三角形的那些角的单位向量。123