导疑2 在球坐标系中,方程r=1表示空间中的什么曲面?
导思2 在球坐标系中,方程r=1表示球心在原点的单位球面.
导果 (1)球坐标系
建立如图所示空间直角坐标系Oxyz,设P是空间任意一点,连接OP,记|OP|=r,OP与Oz轴正向所夹的角为φ,设P在Oxy平面上的射影为Q,Ox轴按逆时针方向旋转到OQ时所转过的\s\up1(11(11)最小正角为θ.这样点P的位置就可以用有序数组\s\up1(12(12)表示.这样,空间的点与\s\up1(13(13)有序数组(r,φ,θ)之间建立了一种对应关系,把建立上述对应关系的坐标系叫做球坐标系(\s\up1(14(14)或空间极坐标系),\s\up1(15(15)有序数组(r,φ,θ)叫做点P的球坐标,记作\s\up1(16(16),其中\s\up1(17(17).
在测量实践中,球坐标中的角\s\up1(18(18)θ称为被测点P(r,φ,θ)的方位角,\s\up1(19(19)称为高低角.
(2)空间直角坐标与球坐标的转化
空间点P的直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,φ,θ)之间的变换关系为\s\up1(20(x=\o(□,\s\up1(20)
1.判一判(正确的打"√",错误的打"×")
(1)柱坐标就是平面上的极坐标加上与平面垂直的一个直角坐标.( )
(2)在柱坐标系中,方程θ=θ0表示与yOz坐标面成θ0角的半平面.( )
(3)在球坐标系中,方程r=r0(r0为正常数)表示球心在原点,半径为r0的球面.( )
(4)在球坐标系中,方程θ=θ0(0≤θ0<2π)表示过z轴的半平面,它与zOx