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问题: 球面三角形知识求解

两个同心圆运动轨迹,交点分别是C,D,CA与CB弧线长度相等,圆的半径已知R,求AB直线距离为L时,CA与CB的弧线长度。(AB的最大距离大于L)
大家注意点看,CB,CA是弧线来的,AB是直线来的。

解答:

两个同心圆运动轨迹,交点分别是C,D,CA与CB弧线长度相等,圆的半径已知R,求AB直线距离为L时,CA与CB的弧线长度。(AB的最大距离大于L)
大家注意点看,CB,CA是弧线来的,AB是直线来的。

如图(手画的图不是很精确,但至少可以说明问题)
因为是两个同心圆,所以两者的交点CD为两圆的直径(可以看做是将水平的圆绕着CD旋转得到一个与之斜交的同心圆)
那么,OA=OB=OD=OC=R(所以才可以认为是“球面三角形”,因为△ABC的三个顶点到O的距离相等,即都在以O为球心的球上)
又已知弧AC=弧BC
所以,AC=BC(线段)
设∠BOC=2θ、∠AOB=2α、∠ACB=2β
那么:
在等腰△BOC中,BC=2*BO*sinθ=2Rsinθ
在等腰△AOB中,AB=2*AO*sinα=2Rsinα=L……………………(1)
在等腰△CAB中,AB=2*BC*sinβ=2*2Rsinθ*sinβ=L…………(2)
联立(1)(2)得到:2Rsinα=4Rsinθsinβ
则:sinθ=sinα/(2sinβ)
则,θ=arcsin(sinα/2sinβ)
由(1)、(2)又有:
sinα=L/(2R)……………………………………………………(3)
所以:2θ=2arcsin(sinα/2sinβ)
那么,在圆中,弧BC=R*2θ=2Rarcsin(sinα/2sinβ)

但是β难以求出!