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易混概念辨析 圆和圆面

 港彤 2016-02-05

“圆”和“圆面”

在我们的生活中,圆是一种最常见的图形。碗、盘、碟,月饼,车轮,水的波纹等等,都给我们以圆的形象。圆又被用来作为幸福、美好的象征。如人们常说“花好月圆”,“圆满”,“团圆”,就是这个意思。

什么是圆?在初中平面几何中,对圆是这样定义的:线段(AB)绕着一个端点(A)旋转一周,另一个端点(B)画出的图形叫做

点运动成线。从圆的定义可以知道,圆是一个动点(B)和一个定点(A)距离等于定长(AB的长)的点的轨迹,它是一条线。我们还可以把圆说成是“到一个定点距离等于定长点的集合”。

在高中解析几何中,我们再次学习了圆。设圆的圆心为坐标原点,半径为r,圆上动点为P(x,y),则根据两点间的距离公式可得圆的方程:

即 x2+y2=r2

若圆心不在原点,而它的坐标为(a,b),圆的半径为r,动点为P(x,y),则此圆的方程为

即 (x-a)2+(y-b)2=r2

这就是圆的一般方程。

我国战国时期有一位科学家叫墨翟(约前468-前376),后人根据他的思想和言论写成一部叫《墨经》的书。在这部书里,提出19条有关几何的内容,其中有一条就是圆的定义。当时是这样定义的:“圜,一中同长也。”这里的“圜”读作“huán”,就是我们今天所讲的圆或球面。“中”就是“定点”。“一中同长”,用我们今天的话来说,就是“到一个点距离相同的点的集合”。可见,2400年前,我们的老祖宗给圆的定义和今天教材里所讲的定义是完全一样的。

在实际生活中,“圆”指的是部分平面。如满月,指的不仅是月亮周围的曲线,而且包括曲线内部的曲线。月饼,也不仅表示月饼的周界,还包括周界所围成的部分平面。为了与圆区别起见,我们把由圆围成的部分平面称为圆面。所以,圆面可以理解为:

(1)线段AB绕着A点旋转一周,所得的部分平面;

(2)到定点(A)距离等于或小于定长点的集合。

在解析几何里,可以用下列方程或不等式表示圆面:

x2+y2≤r2(圆心在原点)

(x-a)2+(y-b)2≤r2(圆心在(a,b))

与“圆”和“圆面”这对概念类似,在立体几何中还有“球面”和“球”这对概念。不过要注意的是,这里的“球面”相当于“圆”,它是空间到定点距离为定长点的集合。球面是一个曲面,它的内部是空的,例如篮球就给我们以球面的形象。在空间解析几何中,球面的一般方程为

x2+y2+z2=r2(球心在原点)

(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2=r2(球心在(a,b,c)点)

这里“球”相当于“圆面”,它是空间到定点距离等于或小于定长点的集合。球是一个实体,例如铅球、地球就给我们以球的形象。在空间解析几何中,球的方程和不等式为:

x2+y2+z2≤r2(球心在原点)

(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2≤r2(球心在(a,b,c)点)

责任编辑:蓝风
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