第48课时 极坐标及其运算
第47课时 极坐标
一．教学目标
1.考查极坐标方程与直角坐标方程的互化；
(2)考查利用极坐标方程讨论直线与直线、直线与曲线的位置关系． 二．知识梳理
常见曲线的极坐标方程 ①圆的极坐标方程
____________表示圆心在(r ,0)半径为|r |的圆；
____________表示圆心在(r ，π
2
)半径为|r |的圆；
________表示圆心在极点，半径为|r |的圆． ②直线的极坐标方程
________________表示过极点且与极轴成α角的直线； __________表示过(a,0)且垂直于极轴的直线；
__________表示过(b ，π
2
)且平行于极轴的直线；
ρsin(θ－α)＝ρ0sin(θ0－α)表示过(ρ0，θ0)且与极轴成α角的直线方程． 三．基础练习
1．点P 的直角坐标为(－2，2)，那么它的极坐标可表示为__________． 2．已知曲线的极坐标方程为ρ＝4sin θ，将其化为直角坐标方程为____________．
3．在极坐标系(ρ，θ) (0≤θ<2π)中，曲线ρ(cos θ＋sin θ)＝1与ρ(sin θ－cos θ)＝1的交点的极坐标为__________．
4．极坐标方程ρcos θ＝2sin 2θ表示的曲线为______________．
5．在极坐标系中，圆ρ＝4sin θ的圆心到直线θ＝π
6
(ρ∈R )的距离是________．
四．例题选讲
例1 (1)把点M 的极坐标?
???－5，π
6化成直角坐标； (2)把点M 的直角坐标(－3，－1)化成极坐标．
变式： (1)把点M 的极坐标?
???8，2π
3化成直角坐标； (2)把点P 的直角坐标(6，－2)化成极坐标．(ρ>0,0≤θ<2π)
例2 在直角坐标系xOy 中，以O 为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C 的极坐标方程为
ρcos ???
?θ－π
3＝1，M ，N 分别为曲线C 与x 轴，y 轴的交点． (1)写出曲线C 的直角坐标方程，并求M ，N 的极坐标； (2)设M ，N 的中点为P ，求直线OP 的极坐标方程．
练习：⊙O 1和⊙O 2的极坐标方程分别为ρ＝4cos θ，ρ＝－4sin θ.
(1)把⊙O 1和⊙O 2的极坐标方程化为直角坐标方程； (2)求经过⊙O 1，⊙O 2交点的直线的直角坐标方程．
例3 在极坐标系中，已知圆ρ＝2cos θ与直线3ρcos θ＋4ρsin θ＋a ＝0相切，求实数a 的值．
1．点M 的直角坐标为(－3，－1)，则它的极坐标为________． 2．在极坐标系中，点(ρ，θ)与(－ρ，π＋θ)的位置关系为________．
3．在极坐标中，直线ρsin(θ＋π
4
)＝2被圆ρ＝4截得的弦长为________．
在极坐标系中，以(a 2，π2)为圆心，a
2为半径的圆的方程为________．
4．点M (5，π
6)为极坐标系中的一点，给出如下各点的坐标：
①(－5，－π6)；②(5，7π6)；③(－5，π6)；④(－5，－7π
6
)．
其中可以作为点M 关于极点的对称点的坐标的是______(填序号)．
5．在极坐标系中，若点A ，B 的坐标分别为(3，π3)，(4，－π
6
)，则AB ＝________，S △AOB ＝________.(其
中O 是极点)
6．在极坐标系中，圆心在(2，π)且过极点的圆的方程为________．
7.在极坐标系中，已知圆C 经过点P ????2，π4，圆心为直线ρsin ????θ－π3＝－3
2
与极轴的交点，求圆C 的极坐标方程．
8极坐标系下，已知圆O ：ρ＝cos θ＋sin θ和直线l ：ρsin(θ－π4)＝2
2
，
(1)求圆O 和直线l 的直角坐标方程；
(2)当θ∈(0，π)时，求直线l 与圆O 公共点的一个极坐标．
9．在直角坐标系xOy 中，直线l 的方程为y ＝－x ＋3＋ 5.(t 为参数)．在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴为极轴)中，圆C 的方程为ρ＝25sin θ.
(1)求圆C 的直角坐标方程；
(2)设圆C 与直线l 交于点A ，B .若点P 的坐标为(3，5)，求P A ＋PB .
基于极坐标的牛顿拉夫逊潮流计算
前言 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它根据给定的运行件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量分析、比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。本次课程设计任务是闭式网络的潮流计算，用到的方法为牛顿拉夫逊极坐标法潮流计算。 牛顿法是数学中解决非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统潮流计算问题是以导纳距阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数距阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿法潮流程序的放率。自从20 世纪60 年代中期利用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、速度方面都超过了阻抗法，成为直到目前仍在广泛采用的优秀方法。
目录 1任务书 (2) 2.模型简介及等值电路 (3) 3.设计原理 (4) 4.修正方程的建立 (7) 5.程序流程图及MATLAB程序编写 (9) 6.结果分析 (15) 7.设计总结 (25) 8.参考文献 (26)
《电力系统分析》 课程设计任务书 题目极坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计学生姓名学号专业班级
设计内容与要求1. 设计要求 掌握MATLAB语言编程方法；理解和掌握运用计算机进行潮流计算的基本算法原理；针对某一具体电网，进行潮流计算程序设计。 其目的在于加深学生对电力系统稳态分析中课程中基本概念和计算方法的理解，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。 2. 内容 1）学习并掌握MATLAB语言。 2）掌握变压器非标准变比概念及非标准变比变压器的等值电路。掌握节点导纳矩阵的概念及导纳矩阵的形成和修改方法。 3）掌握电力系统功率方程、变量和节点分类。 4）掌握利用极坐标表示的牛-拉法进行潮流计算的方法和步骤。 5）选择一个某一具体电网，编制程序流程框图。 6）利用MATLAB语言编写该模型的潮流计算程序，并上机调试程序，对计算结果进行分析。 7）整理课程设计论文。 起止时间2013 年7 月 4 日至2013 年7月10日指导教师签名年月日 系（教研室）主任签 名 年月日学生签名年月日 2 模型简介及等值电路 2.1课程设计模型：模型3
球面距离的计算
球面距离的计算经典范例 1．位于同一纬度线上两点的球面距离 例1 已知，B两地都位于北纬，又分别位于东经和，设地球半径为，求，B的球面距离． 分析：要求两点，B的球面距离，过，B作大圆，根据弧长公式，关键要求圆心角的大小（见图1），而要求往往首先要求弦的长，即要求两点的球面距离，往往要先求这两点的直线距离． 解作出直观图（见图2），设为球心，为北纬圈的圆心，连结，，，，．由于地轴平面． ∴与为纬度，为二面角的平面角． ∴（经度差）． △中，． △中，由余弦定理， ． △中，由余弦定理： ， ∴． ∴的球面距离约为． 2．位于同一经线上两点的球面距离 例2 求东经线上，纬度分别为北纬和的两地，B的球面距离．（设地球半径为）．（见图3） 解经过两地的大圆就是已知经线． ，．
3．位于不同经线，不同纬线上两点的球面距离 例3 地位于北纬，东经，B地位于北纬，东经，求，B两地之间的球面距离．（见图4） 解设为球心，，分别为北纬和北纬圈的圆心，连结，，． △中，由纬度为知， ∴， ． △中，， ∴， ∴． 注意到与是异面直线，它们的公垂线为，所成的角为经度差，利用异面直线上两点间的距离公式． （为经度差） ． △中， ． ∴． ∴的球面距离约为． 球面距离公式的推导及应用 球面上两点之间的最短距离，就是经过这两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度，我们把这段弧长叫做两点的球面距离，常见问题
是求地球上两点的球面距离。对于地球上过A 、B 两点大圆的劣弧长由球心角AOB 的大小确定，一般地是先求弦长AB ，然后在等腰△AOB 中求∠AOB 。下面我们运用坐标法来推导地球上两点球面距离的一个公式。 地球球面上的点的位置由经度、纬度确定，我们引入有向角度概念与经度、纬度记法：规定东经为正，西经为负；北纬为正，南纬为负（如西经30o为经度α=-30o，南纬40o为纬度β=-40o ），这样简单自然，记球面上一点A 的球面坐标为A （经度α，纬度β），两标定点，清晰直观。 设地球半径为R ，球面上两点A 、B 的球面坐标为A （α1，β1），B （α2，β2），α1、α2∈[-π，π]，β1、β2∈[- 2 π ， 2 π]，如图， 设过地球O 的球面上A 处的经线与赤道交于C 点，过B 的经线与赤道交于D 点。设地球半径为R ；∠AOC=β1，∠BOD=β2，∠DOC=θ=α1-α2。 另外，以O 为原点，以OC 所在直线为X 轴，地轴所在直线ON 为Z 轴建立坐标系O-XYZ （如图）。则A （Rcos β1,0,Rsin β1）,B(Rcos β2cos （α1-α2）,Rcos β2sin （α1-α2）,Rsin β2) cos ∠AOB =cos 〈OA ，OB 〉=cos β1cos β2cos （α1-α2）+sin β1sin β2 ∠AOB=arcos[cos β1cos β2cos （α1-α2）+sin β1sin β2] 其中反余弦的单位为弧度。 于是由弧长公式，得地球上两点球面距离公式： ? AB =R 2arcos[cos β 1 cos β2cos （α1-α2）+sin β1sin β2] （I ） 上述公式推导中只需写出A ，B 两点的球面坐标，运用向量的夹角公式、弧长公式就能得出结论，简单明了，易于理解，公式特征明显.从公式的推导中我们体会到坐标法在解决立几问题的不凡表现。 由公式（I ）知，求地球上两点的球面距离，不需求弦AB ，只需两点的经纬度即可。 公式对求地球上任意两点球面距离都适用,特别地，A 、B 两点的经度或纬度相同时，有： 1、β1=β2=β，则球面距离公式为： B A =R 2arcos[cos 2 β cos （α1-α2）+sin 2 β] （II ） 2、α1-α2=α，则球面距离公式为： B A =R 2arcos （cos β 1 cos β2+sin β1sin β2）=R 2arcoscos （β1-β2） （III ） 例1、 设地球半径为R ，地球上A 、B 两点都在北纬45o的纬线上，A 、B 两点的球面距离是3 πR ，A 在东经20o，求B 点的位置。 分析：α1=20o，β1=β2=45o，由公式（II ）得： 3 π R= R 2arcos[cos 2 45ocos （20o-α2 ）+sin 2 45o] cos 3π=2 1 cos （20o-α2 ）+21 ∴cos （20o-α2）=0, 20o-α2=±90o即：α2=110o或α2=-70o 所以B 点在北纬45o，东经110o或西经70o 例2、 （2002年第六届北京高中数学知识应用竞赛试题）北京时间2002年9月27日14点，国航CA981航班从首都国际机场准时起 飞，当地时间9月27日15点30分，该航班正点平稳降落在纽约肯尼迪机场；北京时间10月1日19点14分，CA982航班在经过13个小时的飞行后，准点降落在北京首都国际机场，至此国航北京--纽约直飞首航成功完成。这是中国承运人第一次经极地经营北京--纽约直飞航线。从北京至纽约原来的航线飞经上海（北纬31 ，东经122 ）东京（北纬36 ，东经140 ）和旧金山（北纬37 ，西经123 ）等处，
MATLAB数据及其运算_习题答案
第2章 MATLAB数据及其运算 习题2 一、选择题 1．下列可作为MATLAB合法变量名的是（）。D A．合计 B．123 C．@h D．xyz_2a 2．下列数值数据表示中错误的是（）。C A．+10 B． C．2e D．2i 3．使用语句t=0:7生成的是（）个元素的向量。A A．8 B．7 C．6 D．5 4．执行语句A=[1,2,3;4,5,6]后，A(3)的值是（）。B A．1 B．2 C．3 D．4 5．已知a为3×3矩阵，则a(:,end)是指（）。D A．所有元素 B．第一行元素 C．第三行元素 D．第三列元素 6．已知a为3×3矩阵，则运行a (1)=[]后（）。A A．a变成行向量 B．a变为2行2列 C．a变为3行2列 D．a变为2行3列 7．在命令行窗口输入下列命令后，x的值是（）。B >> clear >> x=i*j A．不确定 B．-1 C．1 D．i*j 8．fix(354/100)+mod(354,10)*10的值是（）。D A．34 B．354 C．453 D．43 9．下列语句中错误的是（）。B A．x==y==3 B．x=y=3 C．x=y==3 D．y=3,x=y 10．find(1:2:20>15)的结果是（）。C A．19 20 B．17 19 C．9 10 D．8 9 11．输入字符串时，要用（）将字符括起来。C A．[ ] B．{ } C．' ' D．" " 12．已知s='显示"hello"'，则s的元素个数是（）。A A．9 B．11 C．7 D．18
13．eval('sqrt(4)+2')的值是（）。B A．sqrt(4)+2 B．4 C．2 D．2， 2 14．有3×4的结构矩阵student，每个结构有name（姓名）、scores（分数）两个成 员，其中scores是以1×5矩阵表示的5门课的成绩，那么要删除第4个学生的第2门课 成绩，应采用的正确命令是（）。D A．rmfield(student(1,2).scores(2)) B．rmfield(student(4).scores) C．student(4).scores(2)=0 D．student(1,2).scores(2)=[] 15．有一个2行2列的单元矩阵c，则c(2)是指（）。B A．第一行第二列的元素内容 B．第二行第一列的元素内容 C．第一行第二列的元素 D．第二行第一列的元素 二、填空题 1．从键盘直接输入矩阵元素来建立矩阵时，将矩阵的元素用括起来，按矩阵 行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用分隔，不同行的元素之间用 分隔。中括号，逗号或空格，分号 2．设A=[1,2;3,4]，B=[5,6;7,8]，则A*B= ， A.*B= 。 A*B=[19,22;43,50]，A.*B=[5,12;21,32] 3．有3×3矩阵，求其第 5个元素的下标的命令是，求其第三行、第三列元 素的序号的命令是。[i,j]=ind2sub([3 3],5)，ind=sub2ind([3 3],3,3) 4．下列命令执行后的输出结果是。20 >> ans=5; >> 10; >> ans+10 5．下列命令执行后，new_claim的值是。This is a great example. claim= 'This is a good example.'; new_claim=strrep(claim,'good','great') 三、应用题 1．命令X=[]与clear X有何不同请上机验证结论。 Clear X是将X从工作空间中删除，而X=[]是给X赋空矩阵。空矩阵存在于工作空间 中，只是没有任何元素。 2．在一个MATLAB命令中，6?+?7i和6?+ 7*i有何区别i和I有何区别 3．设A和B是两个同大小的矩阵，试分析A*B和A.*B、A./B和B.\A、A/B和B\A的 区别如果A和B是两个标量数据，结论又如何 4．写出完成下列操作的命令。 （1）将矩阵A第2～5行中第1，3，5列元素赋给矩阵B。 （2）删除矩阵A的第5号元素。
极坐标潮流算法
极坐标潮流算法 潮流例题：根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选: 本设计选择Matlab进行设计）。 申节点1为平商节点.甘.点2、3、4* 5为PQ节.钛 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 一、设计原理 1.牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0之后，在这个基础上，找到比x0更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到 更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f（x） = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为额
平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y 。 （2）设个节点电压的初始值U 和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 1）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也 2）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出 来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化（增加，减少或保持不变）。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3. MATLAB编程应用 Matlab 是“ Matrix Laboratory ”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 二、设计内容 1. 设计流程图
全站仪极坐标放样施工工法
全站仪极坐标放样施工工法 一、前言 全站仪，即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。 随着全站仪的推广和普及，极坐标的放样越来越成为众多放样方法中备受测量人员青睐的一种。全站仪极坐标法放样技术，能准确、方便的进行平面建筑网的控制，测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样，避免了繁琐的计算，值得在工程建设中推广应用。 二、工法特点 1. 实现了全站仪与计算机的双向通讯，测量人员只需要将全站仪瞄准相应目标，点取相应的按钮即可。避免了数据抄记、输入过程中的错误，简化了外业步骤，其数据处理快速准确、测量精度高、节省人工。
2. 能及时得出点位坐标和偏差信息，还可以结合放样点坐标进行反算，随时得出建议、纠正量，不受个人主观影响，便于操作指挥放样工作。 3. 建立了控制点、放样点的数据库，能方便地进行点位坐标以及实测资料的查询、管理，其定方位角快捷。 4. 仪器体积小重量轻，灵活方便，较少受到地形限制，且不易受处界因素的影响。 三、适用范围 1、全站仪极坐标放样施工，适用于各种土建、道桥施工放样，距离测量等；尤其是平面、立面复杂的施工测量，更能体现其优越性。 四、施工工艺 接合我公司在上海龙腾广场工程中运用全站仪极坐标放样施工的经验，我们对全站仪极坐标放样施工工艺作如下阐述： 1、工艺流程 利用AUTOCAD捕捉各控制点坐标→控制点位埋设→仪器安置与定向→控制点测定→坐标计算→测量成果提交→确定测量方法和线路→柱子、墙体、梁等轴线的定位放线→定位放线的质量控制 2、施工过程中应注意的问题 （1）施工准备 按要求，对全站仪等进行检测、校验和标定，使用满足使用规范标准的测量设备，确保工程总体质量、进度。 （2）施工操作 1）在建筑总平面图的电子文件中，先利用CAD捕捉、查询功能将所需要点的坐标自动捕捉下来。
上海(沪教版)数学高二下学期同步辅导讲义教师版：第十讲球的体积及球面距离
沪教版数学高二下春季班第十讲 课题 球的体积及球面距离 单元 第十五章 学科 数学 年级 十一 学习 目标 1．理解球的有关概念，掌握球的性质及有关公式； 2．理解球面距离的概念，会计算常见的球面距离； 3．解决常见的与球有关的计算问题． 重点 1．球面距离的计算方法； 2．球的表面积与体积的计算问题； 3．掌握常见的球内接与外切问题的解决方法 难点 掌握常见的球内接与外切问题的解决方法 1、球的定义： 半圆绕着它的直径所在直线旋转一周，所形成的空间几何体叫做球，记作球O 。半圆绕着它的直径旋转所得到的图形不叫球，叫球面，球面所围成的几何体叫做球．大家要注意球面和球是不同的两个概念．点O 到球面上任意点的距离都相等，把点O 称为球心，原半圆的半径和直径分别成为球的半径和球的直径。球面被过球心的平面所截得的圆，叫做球的大圆；被不经过球心的平面所截得的圆，叫做球的小圆． 教学安排 版块 时长 1 知识梳理 30 2 例题解析 60 3 巩固训练 20 4 师生总结 10 5 课后练习 30 球的体积及球面距离 知识梳理
2、球的性质： 球心和截面圆心的连线垂直于截面；设球心到截面的距离为d ，截面圆的半径为r ，球的半径为R ，则：r=2 2 d R - 3、球的表面积、体积公式：表面积：24R S π=；球的体积公式：33 4 R V π=． 4、球的体积公式 高中数学教材对球的体积公式3 43 V r π= 球(r 为球的半径)作了要求，但只是简单地说“利用祖暅原理和圆柱、圆锥的体积公式”可得出此公式，未作具体推导. 鉴于部分学有余力的学生想了解其推导过程，现提供几种用高中数学知识就可推导的方法.
地球经纬度与球面距离
地球的经纬度与球面距离 [教学科目]数学（《立体几何》） [教学课题]地球的经纬度与球面距离 [教学目标] 1．通过教学使学生掌握地球的经纬度和球面距离的概念，并能够熟练计算同纬度或同经度的球面上任意两点的球面距离，理解既不纬度也不同经度的球面上任意两点球面距离的计算方法； 2．通过教学培养学生的空间想象能力和计算能力。 [教学重点]球面上任意两点的球面距离的计算方法。 [教学难点]对球面距离概念的理解与球面上任意两点的球面距离的计算。 [教学方法]启发式、讨论式。 [教学工具]常规教学工具。 [教学时间]一课时（45分钟）。 [教学班级]北京四中99级数学B4班 [任课教师]北京四中李建华 [教学过程] 一、课题引入 师：上节课我们研究了球的截面性质，这节课我们继续研究球的问题，研究球面上任意两点的球面距离及其计算。 二、新课 1．地球的经纬度 师：让我们首先回忆一下地球的经纬度的概念。 [学生回答。] 师：通过经纬度我们就能够确定地球球面上的任意一点。可以看到北京的经纬度大约是（N40°，E116°）、南京（N32°，E118°）、石家庄（N38°，E114°）、银川（N38°，E106°）、南昌（N28°，E116°）。 2．球面距离的概念 师：那么，球面上任意两点间的最短距离是什么？可以凭借直观感受来回答这个问题。 [学生回答，然后给出球面距离的定义。] 师：所谓球面上A、B两点的球面距离，就是指经过经过这两点的大圆的劣弧的长。实际上，这是球面上两点之间的最短距离，为什么最短呢？ [学生回答。] 师：我们可以证明过这两点的小圆劣弧Array的长总是大于这两点的球面距离的，但一般 情形的证明却并不容易，我们暂时作为一个问 题留待将来讨论。 3．球面距离的计算 师：下面我们来研究球面距离的计算。 先从简单情形开始。 （1）同经度两点的球面距离的计算 例1．计算北京（N40°，E116°）、南昌 （N28°，E116°）之间的球面距离。 [参考答案：如果设地球半径为R=6378．137km，北京与南昌相差12°，∴ 北京与南昌之间的球面距离为
地球上两点之间的球面距离
地球上两点之间的球面距离的教学设计与思考 卫福山（上海市松江二中） 一、教学内容分析 球面距离是上海教育出版社数学（高三）第15章简单几何体第6节内容，《上海市中小学课程标准》对球的要求是：类比关于圆的研究，对球及有关截面的性质深入探讨；知道球的表面积和体积的计算公式，并会用于进行有关的度量计算；知道球面距离和经度、纬度等概念，进一步认识数学和实际的联系.在本节中，引导学生理解球面距离的概念（这不同于一般的直线距离），原因在于球面不能展开成平面.然后具体探究了如何求同纬度不同经度、同经度不同纬度、不同经度不同纬度的地球上两点之间的距离的求法，特别强调将其中的线面关系转化为多面体（主要是特殊的棱锥）来分析，并综合使用扇形、弧长、解三角形等数学知识.在探究球面距离的计算中培养了学生空间想象能力和探究性学习的能力. 二、教学目标设计 1、知道球面距离的定义，知道地球的经度与纬度的概念，会求地球上同经度或同纬度的两点间的球 面距离. 2、在解决问题的过程中，领会计算地球上两点间的球面距离的方法. 3、在实际问题中，探索新知识，成功解决问题，完成愉悦体验. 三、教学重难点 教学重点：掌握计算地球上两点间的球面距离的方法. 教学难点：如何求地球上同纬度的两点间的球面距离. 四、教学内容安排 （一）、知识准备 1、联系右图及中学地理中的有关知识认识地球——半径 为6371千米的球.（理想模型） 2、经度、纬度等相关知识 地轴:连结北南极的球的直径,称为地轴. 经线:经过北南极的半大圆,称为经线. 本初子午线:它是地球上的零度经线,分别向东和向西计 量经度，称为东经和西经,从0度到180度. 经度:经线所在半平面与零度经线所在半平面所成的二面 角的度数.参见右图. 赤道:过球心且垂直于地轴的大圆,称为赤道.赤道的圆心 就是球心. 纬线:平行于赤道的小圆,称为纬线.位于赤道以北的称为 北纬,位于赤道之南的称为南纬. 纬度:球面上某点所在球半径与赤道平面所成的角.从0度 到90度.参见上图. 3、球面距离 在球面上两点之间的最短距离就是经过这两点的大圆在这两点间的劣弧的长度——这个弧长叫两点的球面距离. 问题：为何最短距离是经过两点的大圆的劣弧？ 解释如下：如图所示，A、B是球面上两点，圆O'是经过A、B的任一小圆（纬αθ
施工测量方案极坐标法
智能医疗设备研发生产项目 施 工 测 量 方 案 编制人： 审核人： 审批人： 2017年5月27日
目录 第一章编制依据 0 第二章工程概况 0 第三章施工组织及设备配置 0 第四章测量放线基本准则 (1) 第五章测量准备 (1) 第六章平面控制点的布置与施测 (2) 第七章轴线及各控制线的放样 (5) 第八章轴线及高程点放样程序 (13) 第九章施工时的各项限差和质量保证措施 (14) 第十章竣工测量与变形观测 (15) 第十一章质量控制 (16) 第十二章安全管理及安全保护措施 (17)
第一章编制依据 1、智能医疗设备研发生产项目工程施工组织设计 2、智能医疗设备研发生产项目工程施工蓝图、基坑支护设计图 3、《工程测量规范》GB50026-2007 4、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 5、江苏溧阳城建集团有限公司质量保证手册及有关程序文件 第二章工程概况 1、工程名称：智能医疗设备研发生产项目 2、工程地点：西安市尚林路以南、草滩六路以西 3、建设单位：西安天隆科技有限公司 4、设计单位：中国城市建设研究院有限公司 5、勘察单位：中国有色金属工业西安勘察设计研究院 6、监理单位：陕西华营工程建设监理有限公司 7、施工单位：江苏溧阳城建集团有限公司 8、工程标高：本工程1#厂房、8#厂房、9#厂房、10#厂房、11#办公楼、12#厂房的±0.000相当于绝对标高分别为375.270、375.350、375.200、374.900、375.200、375.200。本工程所有相对标高均以8#厂房±0.000标高为基准。 9、本工程主体为钢筋混凝土框架结构，约54316.2平方米。其中地下一层（汽车库、设备用房）：12513.08m2；1#厂房：7375.48m2；8#厂房：6106.76m2；9#楼：5897.56m2；10#楼：5542.66m2；11#楼：8100.07m2；12#楼：8780.59m2。 建筑楼层：1#厂房地上5层、地下1层；8#厂房地上5层、地下1层；9#厂房地上5层、地下1层；10#厂房地上5层、地下1层；11#办公楼地上6层、地下1层；12#厂房地上6层、地下1层。 建筑高度：1#厂房23.45m；8#厂房23.45m；9#厂房23.45m；10#厂房23.45m；11#办公楼27.95m；12#厂房27.95m。 建筑工程结构安全设计等级：二级，设计使用年限：50年。建筑耐火等级为：一级。屋面防水等级：Ⅱ级。抗震设防烈度：8度，设计基本地震加速度为0.20g。建筑使用功能：1#、8#、9#、10#、12#楼为厂房、11#楼为办公用房，各主楼地下室为设备用房，中心区域为车库。 施工单位进场时，与建设单位坐标和高程控制点已办理交接手续，共二个坐标和黄海高程控制点。位于场地东侧的草滩六路旁，1#点（BM1坐标：X=21917.997、Y=6090.271；高程：374.044m）；2#点（BM2坐标：X=21995.614、Y=6052.690；高程：374.089m）； 第三章施工组织及设备配置 1、主要仪器的配备情况
基于极坐标的牛顿拉夫逊潮流计算修正版
2 模型简介及等值电路 2.1课程设计模型：模型3 电力网络接线如下图所示，各支路阻抗标幺值参数如下：Z12=0.02+j0.06，Z13=0.08+j0.24，Z23=0.06+j0.18，Z24=0.06+j0.12，Z25=0.04+j0.12，Z34=0.01+j0.03，Z45=0.08+j0.24， k=1.1。该系统中，节点1为平衡节点，保持 11.060 V j =+ &为定值；节点2、3、4都是PQ节点，节点5为PV节点，给定的注入功率分别为: 20.200.20 S j =+， 3-0.45-0.15 S j =， 40.400.05 S j =--， 50.500.00 S j =-+， 51.10 V= &。各节点电压（初值）标幺值参数如下： 节点 1 2 3 4 5 Ui（0）=ei（0）+jfi（0）1.06+j0. 1.0+j0.0 1.0+j0.0 1.0+j0.0 1.1+j0.0 计算该系统的潮流分布。计算精度要求各节点电压修正量不大于10-5。 图2-1 2.2模型分析 节点类型介绍 按变量的不同，一般将节点分为三种类型。 1 PQ节点 这类节点的有功功率和无功功率是给定的，节点(,) Vδ是待求量。通常变电所都是这一类型节点。由于没有发电设备，故其发电功率为零。有些情况下，系统中某些发电厂输出的功率在一段时间内是固定时，该发电厂母线也作为PQ节点。因此，电力系统中绝大多数节点属于这一类型。 2 PV节点 这类节点有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量。这类节点必须有足够的可调无功容量，用以维持给定的电压幅值，因此又称为电压控制节点。一般选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所作为PV节点。
球面上两点间距离的求法
球面上两点间距离的求法 球面距离的定义：球上两点和球的球心三点可构成一个平面，称之为大圆，正视这个大圆（从正面看），这两个点之间的弧线长即为球面两点间距离。球面距离不是指险段的长度而是指的是弧长。 地球表面某点的位置是用纬度和经度来确定的，我们只要知道球面两点的经纬度，就能求出该两点的球面距离。下面简单的谈谈求法： 一. 同经度两点间的球面距离 例1. 在地球本初子午线上有两点A 、B 。它们的纬度差为90°，若地球半径为R ，求A 、B 两点间的球面距离。 解：如图1所示，设O 为地球球心，由题意可得， 故。 所以：A 、B 两点间的球面距离为 2 R 。 图1 二. 同纬度两点间的球面距离
例2. 在地球北纬度圈上有两点A、B，它们的经度差为度，若地球半径为R，求A、B两点间的球面距离。 解：设度的纬线圈的圆心为，半径为r，则。依题意。取AB的中点C，则。 在 图2 图3 三. 不同纬度、不同经度两点间的球面距离
例3. 设地球上两点A、B，其中A位于北纬30°，B位于南纬60°，且A、B两点的经度差为90°，求A、B两点的球面距离。 解：如图4所示，设，分别为地球球心、北纬30°纬线圈的圆心和南纬60°纬线圈的圆心。 图4 连结。 则。 由异面直线上两点间的距离公式得
下面给出球面距离的计算公式（仅供参考）： 设一个球面的半径为，球面上有两点、. 其中，为点的经度数，、为点的纬度数，过、两点的大圆劣弧所对的圆心角为，则有 （弧度） A、B间的球面距离为：
证明：如图3，⊙与⊙分别为过A、B的纬度圈，过A、C的大圆，过、D的大圆分别为A、B的经度圈，而经度圈与纬度圈所在的平面互相垂直，作面，垂足 位于上，连结、. 则 在中，由余弦定理，得： 故 又 比较上述两式，化简整理得： 过两点的大圆劣弧所对的圆心角为 从而可证得关于与的两个式子.
牛顿-拉夫逊迭代法极坐标潮流计算C语言程序
/*利用牛顿-拉夫逊迭代法(极坐标形式)，计算复杂电力系统潮流，具有收敛性好，收敛速度快等优点。所有参数应归算至标幺值下。 /*可计算最大节点数为100，可计算PQ,PV,平衡节点*/ /*可计算非标准变比和平行支路*/ #include
极坐标法点放样
工程测量实习报告 ———经纬仪极坐标放样 班级：测量10029班 学号： 10040232910 姓名：张浩 指导老师：杨晓平
一、实训目的 为了更好的将理论与实践相结合，安排了本次的教学实训，本次实训是使用全站仪进行一般极坐标点位实地放样实训。通过现场的实际操作能够使我们更熟练的掌握极坐标法一般点位放样。 二、班级、时间、地点 (一)实习班级和时间 测量10029班（第八周、4月10号） (二)实习地点 杨凌职业技术学院南校区 三、放样数据 =3992.798 (一)、放样点坐标：X P =5695.600 Y P =3923.008 (二)、测站坐标：X A =5607.606 Y A =3972.102 后视点坐标：X M Y M=5458.367
方位角：α =288°12′33″ AM αAP=51°34′52″ -αAP=236°37′41″ 水平夹角：β=α AM 距离:D=Y 2 =112.310 △2 X △ 四、实习过程 一、极坐标法一般点位放样 (一)、操作步骤： 1、将仪器安置于点A，在M点立照准目标定向，读为取水32°22′18″ 2、顺时针转动照准部，使水平度盘读数为268°59′59″ 3、沿视线方向用钢尺量取距离D：112.310米，标定P点（二）、附图 A△ P 1 P2 M△
二、归化放样 1、用一般放样方法标定点P 1 2、方向归化，用测回法测出β 测 =268°59′48″ △β=β-β 测 =268°59′59″-268°59′48″=+11″ 归化△β，顺时针微调（外测）+11″，标定P 2 3、距离归化，量取 A P 2为D 测 ，△ D=D-D 测 =112.310-112.285=0.015米，沿视线方向量△D，标 定P 3 4、检核△β、△D，若误差不符合要求则继续归化 四、实训总结 通过本次实习，使我们将以前学习的坐标测量知识转换为坐标的放样。将理论和实践进行结合，了解测绘和测设的区别，将地形测量的知识和工程测量的知识进行融合。使得两者相结合，即会测坐标点也会放坐标点。 用经纬仪极坐标发放样出设计坐标，并对放样出的角度和距离进行测量，比较误差和精度。让我学到了很多实实在在的东西，对以前零零碎碎学的测量知识有了综合应用的机会，工程测量测设过程有了一个良好的了解。学会了运用经纬仪的基本测设方法等在课堂上无法做到的东西以及更熟练的使用经纬仪，也对钢尺量距的知识进行了回顾。很好的巩固了理论教学知识，提高实际操作能力，同时也拓展了与同学之间的交际合作的能力。
电力系统潮流计算计算计算法
电力系统潮流计算算法设计及实现 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。 建模是用数学的方法建立的数学模型，但它严格依赖于物理系统。根据电力系统的实际运行条件，按给定的变量不同，一般将节点分为PQ节点，PV节点，平衡节点三种类型。当这三个节点与潮流计算的约束条件结合起来时，便是潮流计算的数学模型。 PQ节点：有功功率P和无功功率Q是已知的，节点电压（V，δ）是待求量。通常变电所都是这一类型的节点。 PV节点：有功功率P和电压复制V是已知的，节点的无功功率Q和电压相位δ是待求量。一般选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所作为PV节点。 平衡节点：在潮流分布算出之前，网络中的功率损失是未知的，所以，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，所以称为平衡节点。一般选择主调频发电厂为平衡节点。 潮流计算的约束条件是： 1、所有的节点电压必须满足： 这一约束主要是对PQ节点而言。 2、 2、所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足： 对平衡节点的P和Q以及PV节点的Q按以上条件进行检验。 3、某些节点之间电压的相位差应满足： 稳定运行的一个重要条件。 功率方程的非线性 雅可比矩阵的特点： ●各元素是各节点电压的函数 ●不是对称矩阵 ●因为Y =0，所以H =N =J =L =0，另R =S =0，故稀疏 两种常见的求解非线性方程的方法：1）高斯-赛德尔迭代法；2）牛顿-拉夫逊迭代法。 高斯-赛德尔迭代法潮流计算
1、方程表示： ①用高斯-赛德尔计算电力系统潮流首先要将功率方程改写成能收敛的迭代形式； ②Q：设系统有n个节点，其中m个PQ节点，n-(m+1)个是PV节点，一个平衡节点,平衡节点不参加迭代； ③功率方程改写成: 2、求解的步骤： 1)上述迭代公式假设n个节点全部为PQ节点。 2)始终等号右边采用第k次迭代结果，当j 极坐标与极坐标中的积分计算 一、何谓极坐标？ 你大概也看过一些冷战电影，熟悉这样的情节:美国的潜艇在深海中潜行，而就在50英尺外，有艘苏联潜艇，所以在场的每一个人都得非常安静不可，深怕一不小心杯对方发觉，朝自己射鱼雷。这时屏幕上就出现了一位海军少尉，坐在雷达显示器前面，而显示器上有一条绿色亮光线，像时钟指针般不断扫描。然后，镜头扫到了潜艇上的军官，每一个人能都汗流浃背，因为潜艇里拥挤得像沙丁鱼罐头，根本没有空间让船员把止汗除臭剂带上船。 接着，艇长压低了声音说：“安静，任何人都不许出声”，而描述这些细节的同时，雷达显示器上的两线仍是一直转个不不停，而且每转到差不多同一位置，就会出现一个大亮点，指出敌人潜艇的方向跟位置，而且媚扫过那一点，雷达显示器就会“哔”地发出一声怪叫，就想三更半夜的闹钟响。这时候你坐在电视机前，不由得奇怪，那些俄国人怎么听不见这个哔声？难道耳朵里塞了耳塞？还是他们把美国人潜艇发出的哔声，跟他们自己的搞混了？当然都不是，那哔声响亮到可以把死人吵醒，所以艇长叫大家不得出声，根本是在欺骗没有上过潜艇的老百姓！ 于是，你坐在自己的家庭电影院里，对着电视告诉艇长：“你根本不用压低声音说话，雷达显示器不可能传递声音。”而且即使你在这边敞开喉咙大唱：“天佑美国”。俄国人也稚嫩恶搞在那边说；“同志，你听到了什么声音？”或是“同志，我从他妈的雷达显示器上啥也听不到！” 当然，这类电影的场景，至少有80%发生在北极冰帽下面。原因是美苏两国的潜艇最容易在那儿碰头。难怪雷达显示器上所用的坐标，可叫做“极”坐标。 稍后，显示器前的少尉也说悄悄话的样子，大声向艇长说（不然就会被显示器的哔声压得根本听不见）：“报告艇长，对方似乎是一搜C 级核动力突击艇，上面看来载有37个男人，12个女人，和一只放养鸡，它的位置离我们50英尺，现在正在接近中。” 然后这位雷达官加上一句；“它在37度方向。”意思是说，对方在50英尺外，方向跟x 轴之间的夹角为37°。若是用极坐标来表示，我们该说点的坐标是()(),50,37?r θ= 当然，我们跟海军不同。我们使用弧度，这是因为所有的数学家都同意，弧度计算起来比较方便。如果你只是为找到鱼雷的位置，用“度”也还算方便，不是一旦涉及到积分、微分运算，你就必须用弧度了。 为了用极坐标来表示平面上的一点，我们得先说出该店跟原点之间的距离，此距离称为r,然后是它与圆点的连线，跟正x 轴之间存在反时针方向的夹角θ.如此一来，我们就把一点表示成()(),,.r x y θ而不是 如图1所示 地球的经纬度与球面距离 一、课题引入 师：上节课我们研究了球的截面性质，这节课我们继续研究球的问题，研究球面上任意两点的球面距离及其计算。 二、新课 1．地球的经纬度 师：让我们首先回忆一下地球的经纬度的概念。 [学生回答。] 师：通过经纬度我们就能够确定地球球面上的任意一点。可以看到北京的经纬度大约是（N40°，E116°）、南京（N32°，E118°）、石家庄（N38°，E114°）、银川（N38°，E106°）、南昌（N28°，E116°）。 2．球面距离的概念 师：那么，球面上任意两点间的最短距离是什么？可以凭借直观感受来回答这个问题。 [学生回答，然后给出球面距离的定义。] 师：所谓球面上A 、B 两点的球面距离，就是指经过经过这两点的大圆的劣弧的长。实际上，这是球面上两点之间的最短距离，为什么最短呢？ [学生回答。] 师：我们可以证明过这两点的小圆劣弧 的长总是大于这两点的球面距离的，但一般 情形的证明却并不容易，我们暂时作为一个问题留待将来讨论。 3．球面距离的计算 师：下面我们来研究球面距离的计算。先从简单情形开始。 （1）同经度两点的球面距离的计算 例1．计算北京（N40°，E116°）、南昌（N28°，E116°）之间的球面距离。 [参考答案：如果设地球半径为R=6378．137km ，北京与南昌相差12°，∴北京与南昌之间的球面距离为 15 1137.637818012R ?=?=425．209(km)。 由此，得出同经度两点间的球面距离的一般公式： ||434.35180 ||R 经度差经度差?≈?。] （2）同纬度两点的球面距离的计算 例2．计算石家庄（N38°，E114°）、银川（N38°，E106°）之间的球面距离。 [参考答案：要计算A 、B 两点间的球面距离关键是确定∠AOB 的大小，为此，只有通过解△AOB 得到。 首先，OO' = OA.sin38°≈6378.137×0.616≈3926.773。Q 计算的得到的结果比允许的最大值还大，不能以计算得到的结 果再代入进行迭代，以Q作为PV节点的无功功率，此时，PV节点转为 PQ节点； c) Q
【对应高数】极坐标与极坐标中的积分计算
地球的经纬度与球面距离