只有大圆才能保证你的运动方向不变,所以是最短路线

2023-10-27 来源:飞速影视
我们在平面上,知道两点之间直线段最短,我们从一个位置移动到另外一个位置时,只要保证一直直线向前走可以到达,那么走过的路程就是最短的,如果我们中间左转或者右转,那么我们走过的路线毕竟比原路线远,因为转弯那一刻走的路程就是曲线了。

只有大圆才能保证你的运动方向不变,所以是最短路线


如果在地球上同一纬度的两个城市,不管我们坐飞机还是游轮,我们直观印象中我们只要沿着直线过去就是最短的,但是我们地球是个球体,在平面图的直线时间上是走的一个维度圆的圆弧,如果在我们在同一个维度圆上行走(赤道除外),需要不断修改方向,才可以到达目的地,也就是说我们走的并不是一条直线,如果在南极或者北极就更明显,就是一直在转圈,当然不如直线走路程近。

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如果我们沿着大圆的圆弧方向走,大圆就是通过圆心的圆,我们就可以一直直线走下去,不需要改变方向,对于我们来说就是一直沿着地球的表面直线向前行走。也就是这段路程是最短的。

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同理当游轮和飞机运动时,司机也希望沿着一个方向一直直线走,这样操作最简单,同时路线最短,费用和时间也最短,这就是我们在地图上看到的一般航线。

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要解释这些,要从我们常用的世界地图的绘制方法和原理入手。地球是近似于圆形的球体,如地球仪展示的。而我们在手机、电脑或者纸上最常见的世界地图是一个平面图。一个球的表面和一个平面是怎么相互转换的呢,方法如下图。

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也就是说我们在画平面地图的时候人为的把南北极的尺寸放大了,实际尺寸要小,如果按照实际尺寸画,上面的航线要不下面航线短。
我们用的就是叫等角航线。等角线在实际球体的表面是一条曲线,向两极螺旋盘卷,如下图。现代因为有更先进的太空卫星导航,航空和航海走的大部分是大圆航线。起点,终点和地心这三个点可以确定一个面,用这个面去切地球,和地表相交形成的弧线就是大圆线,是地表两个点之间的最短路径。大圆航线明显要比等角航线路程要短,特别是纬度跨度大的远距离。如下图部分全球大圆航空线。

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在平面中两点之间,直线最短,球面上两点间的所有弧线中弧线对应的半径越大
弧的弯曲程度越小,就越趋近于直线,距离也就越短,因此对于飞机航线来说
两点之间大圆航线的距离最短。

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