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球表面の微小面積について
球表面の微小面積は球の半径をaとすればdS=2π(a^2)sinθdθと表されるようですが，なぜこのように表されるのかイメージがよくわかりません． また教科書にはどこの角度をθとしているのかが書かれていないため困っています． 円環を足し合わせていくイメージですか？ またdS=2π(a^2)sinθdθを認めた場合に，これを球面全体について積分すれば球の表面積が得られるわけですよね？ S=∫dSとしたとき，積分範囲を0→πとすれば球の表面積が得られますが，なぜ0→πなんでしょうか？ 結果としては0→πが正しいとわかりますが，私のイメージでは，これでは半球の表面積しか求められていないように思えます． しかし球の表面積が求められているんですよね？ イメージがよくつかめないです…． 回答をよろしくお願いします
- sekihoutai
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円環を足し合わせるイメージであっています。 θは天頂角でしょう。地球でいえば、北極が0、赤道がπ/2、南極がπです。この時、天頂角θの円環の幅はadθ、半径はasinθになります。したがって、円環の長さは2πasinθですので、面積dS=2πa^2sinθdθとなります。 θが天頂角であることがわかれば、積分範囲が0からπまででよいことはおわかりになると思います。
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- bibendumbibendum
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参考ＵＲＬのような質問と回答がありました。 このような計算をするのが普通です。 このページのφにあたるのがあなたの質問のθにあたるようです。 定義域もπ／２ずれていますが、考え方はわかるのではないでしょうか。
お礼
回答をしていただきありがとうございました
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