• ベストアンサー

二次元球面座標について 非ユークリッド空間

二次元球面座標は、二次元ユークリッド空間ではないようです。 これは、二次元球面上の二点の距離が、ピタゴラスの定理で表すことができないからだそうです。 お聞きしたいのは、ここでの球面上の二点の距離というのは、直線距離のことを言っているのでしょうか? それとも、球面に沿った二点を結ぶ線の長さのことを言っているのでしょうか? ご存知の方、教えてください。宜しくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • info22
  • ベストアンサー率55% (2225/4034)
回答No.2

球面の大圏コース(2点と球の中心を含む平面と球面との交線)の円の短い方の円弧の長さを2点間の距離です。 球面を地球の表面(真の球面と仮定する)とし、 3点を北極点A、赤道上の点B(仮に経度0°)と赤道上の東経90°の点Cとすると、球面3角形の∠A=∠B=∠C=90°で球面三角形ABCの内角の和は270°で平面上の三角形の内角の和180°より大きくなります。上の球面三角形ABCの各辺(球面に沿った円弧)は全て等しく、∠A,∠B,∠Cも等しく全て直角です。これではピタゴラスの定理は成り立ちませんね。 #1さんの A#1にある >p.104には、角測度1秒の大圏距離を1海里という。 >((3.14×6370)/180)/60=1.852km は誤植ですね。 誤:角測度1秒の大圏距離を1海里 正:角測度1分の大圏距離を1海里 計算式自体は 60で割っていますので角度「分」当たりの距離になっていますので 合っています。 参考 http://homepage2.nifty.com/arumukos/unnk/ntclml.html http://page.freett.com/jubipulse12/za/kairi.htm

参考URL:
http://homepage2.nifty.com/NG/unit/length.htm

その他の回答 (1)

  • HANANOKEIJ
  • ベストアンサー率32% (578/1805)
回答No.1

成山堂書店「球面数学の基礎」黒田轍著、p.99に「A,B2点間の距離」を「球面上に2点A,Bをとれば、ABが直径でないかぎり大円ABが確定するが、この大円は2点によって二つの弧に分かれる。その短いほうの弧の長さをA,B2点間の距離と定める。」と書いてあります。 p.104には、角測度1秒の大圏距離を1海里という。 ((3.14×6370)/180)/60=1.852km 著者の黒田氏は、鳥羽商船高等専門学校教授となっていますが、33年前の本なので、現在はどうかわかりません。 図書館で、司書にお尋ねください。航海術、水産学関連の棚にあると思います。 http://www.seizando.co.jp/

参考URL:
http://www.seizando.co.jp/

関連するQ&A

  • 空間座標 球面上の点と空間にある点の距離について

    空間座標において 「『球面上の点と空間にある点P』との(最短)距離」は球面中心と点Pを結んだ距離と球面の半径と差で求めると思うのですが、感覚的にはわかる気がしますし、平面座標だと分かりますが、空間座標になると本当にそうなのかと思ってしまいます。式で証明することができるのでしょうか。 また、「『球面上の点と直線の点』との距離」や「『球面上の点と平面の点』との距離」も同じように球面の半径から直線の点もしくは平面の点に垂線を下ろして考えるのでしょうか。

  • 3次元ユークリッド空間

    ある数学者が 「球面は2次元空間として3次元ユークリッド空間を使わずに定義できる」と述べていました。 不思議です。 どうやって定義するのでしょう?

  • 非ユークリッド幾何学について

     非ユークリッド幾何学とユークリッド幾何学の違いを示す例として球面上の2点の距離が球面上の大円方向の距離なのか(前者)、その2点のデカルト座標系での座標値から3平方の定理で求まる距離にする(後者)だと聞いたことがあります。地球で考えるなら後者の2点間の線分は地面にめり込んでいますね。(これは正しい理解でしょうか?) この解釈にやや疑問を覚えることがあります。この例だと非ユークリッド幾何学は球面を2次元と捉えているように思います。面だから2次元というのは理解できますが。一方、後者の方はあくまでも3次元です。 非ユークリッド(2次元)、ユークリッド(3次元)というのが不平等のような気がしてアンバランスな感じがします。地球の住人が地球を平板だと思うこと(2次元)と、地球を宇宙から眺めて球体という3次元として捉えるという違いに似ているように思います。このような不平等性は容認されるものでしょうか。それとも私が勘違いしているかも。 よろしくお願いします。

  • 3次元ユークリッド空間内の直線

    3次元ユークリッド空間内の直線 連立1次方程式 y-2z=1 2x+2y+az=b 4x+3y=b 2x+y+z=c a,b,cは実数とします。 Q 方程式の解の全体が3次元ユークリッド空間内の直線になっているとき a,b,cの間に成り立つ関係を述べよ。 またその直線を表す方程式を求めよ 全然わかりません。 解の全体が3次元ユークリッド空間内の直線になるとは どのような状態のことなんでしょうか? よろしくお願いします

  • 三次元ユークリッド空間上の直線の方程式は?

    三次元ユークリッド空間上で,直交座標を x, y, z とする時, 任意の平面は,a, b, c, d を実数として(abc ≠ 0), ax + by + cz + d = 0 で表されます. では,三次元ユークリッド空間上の任意の或る一つの直線の方程式は, 直交座標を x, y, z とする時,一般的に,どの様に表現されるのでしょうか? どなたか,教えて下さい.

  • 3次元球面の曲率を考える時、なぜ4次元を考える?

    3次元球面の曲率や曲率半径を考えています。 『なっとくする 宇宙論』(二間瀬敏史)p101によると 半径Rの3次元球面を考えよう。これは4次元の平坦なユークリッド空間のなかの3次元球面を指す。平坦な4次元空間にデカルト座標系(x,y,z,ω)をとると、この球面の方程式は、 x^2+y^2+z^2+ω^2=R^2 となる。 (引用以上) 質問としては、なぜ3次元球面の曲率半径を考える時に4次元空間を考えるのでしょうか? どうしてω項が入るのでしょうか? よろしくお願いします。

  • 位相空間 球面

    ユークリッド空間R^1に無限遠点を加えると円周S^1になる。 ユークリッド空間R^2に無限遠点を加えると球面S^2になる。 こういう説明がありますが、この場合、無限遠点を通る線は、曲線と言って良いんですか? たとえば、繋がっているというんでしょうか?

  • 三次元球面について教えてください。

    二次元球面を地球の表面とすると、赤道は大円にあたります。その赤道の線上のどの点からも同じ距離にある点が2ヶ所あります。それは、北極と南極です。 三次元球面では、ある点からどの方向に真っ直ぐ進んでも、元の場所に戻ってきます。これは、大円といっていいのでしょうか。いいとして、ある大円にとって、北極や南極のような点はいくつありますか。無限でしょうか。なぜ、無限と思ったかというと、二次元球面では、赤道道上で赤道の方向をみたとき、右側に北極があれば左側に南極があります。しかし、三次元球面では、大円上で大円の方向を見たら、左右だけでなく、上下、斜めと無限に方向があるからです。 三次元球面において、大円上のすべての点から等距離にある点は、無限個あるのでしょうか。 その他、三次元球面では、こんな面白い特徴があるぞ、というのがあったら、教えてください。

  • 三次元ユークリッド空間上の3点について

    三次元ユークリッド空間 E^3 上の相異なる3点をP, Q, Rとする時, (1): 3点,P, Q, R ∈ E^3 が直線上に存在しないための必要十分条件は,     どのように表現できるでしょうか? または, (2): 3点,P, Q, R ∈ E^3 が直線上に存在するための必要十分条件は,     どのように表現できるでしょうか? もし,(1)と(2)の両方が得られれば,このうえもなく有り難いですが, どちらか一方でも,いいので,教えて下さい.

  • 有限距離空間のユークリッド空間への等長埋め込みは可能?

    元の個数が有限である距離空間を十分次元の高いユークリッド空間に等長に埋め込むことは可能ですか?また可能ならどうやって示せばよいでしょうか?教えてください。