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球面距离的计算及其计算公式

在球面上，不在同一直径上的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派的长度，我们把这段抓长叫做球面上这两点间的球面距离．（也叫球面上的短程线或测地线）

如图1，A、B为球面上不在同一直径上的两点，为圆心，⊙为过A、B的大圆，⊙为过A、B的任一个小圆，我们把这两个圆画在同一个平面内．（见图2）设，，球半径为，半径为．则有大圆弧长，小圆弧长

（1）

但，即

（2）

将（2）代入（1）得

（3）

∵ ，由（2）式知 .

由于，故只需证明函数在内为单调递减即可.

∴

（∵当时，有）

∴ 在单调递减

由（3）式不难得到

即 . 故大圆劣弧最短。

球面距离公式：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：

距离计算方法

1.欧氏距离(Euclidean Distance) 欧氏距离是最易于理解的一种距离计算方法，源自欧氏空间中两点间的距离公式。(1)二维平面上两点a(x1,y1)与b(x2,y2)间的欧氏距离： (2)三维空间两点a(x1,y1,z1)与b(x2,y2,z2)间的欧氏距离： (3)两个n维向量a(x11,x12,…,x1n)与b(x21,x22,…,x2n)间的欧氏距离：也可以用表示成向量运算的形式： 2.曼哈顿距离(Manhattan Distance) 从名字就可以猜出这种距离的计算方法了。想象你在曼哈顿要从一个十字路口开车到另外一个十字路口，驾驶距离是两点间的直线距离吗？显然不是，除非你能穿越大楼。实际驾驶距离就是这个“曼哈顿距离”。而这也是曼哈顿距离名称的来源，曼哈顿距离也称为城市街区距离(City Block distance)。 (1)二维平面两点a(x1,y1)与b(x2,y2)间的曼哈顿距离 (2)两个n维向量a(x11,x12,…,x1n)与b(x21,x22,…,x2n)间的曼哈顿距离 5.标准化欧氏距离(Standardized Euclidean distance ) (1)标准欧氏距离的定义

标准化欧氏距离是针对简单欧氏距离的缺点而作的一种改进方案。标准欧氏距离的思路：既然数据各维分量的分布不一样，好吧！那我先将各个分量都“标准化”到均值、方差相等吧。均值和方差标准化到多少呢？这里先复习点统计学知识吧，假设样本集X的均值(mean)为m，标准差(standard deviation)为s，那么X的“标准化变量”表示为：而且标准化变量的数学期望为0，方差为1。因此样本集的标准化过程(standardization)用公式描述就是：标准化后的值= (标准化前的值－分量的均值) /分量的标准差经过简单的推导就可以得到两个n维向量a(x11,x12,…,x1n)与b(x21,x22,…,x2n)间的标准化欧氏距离的公式：如果将方差的倒数看成是一个权重，这个公式可以看成是一种加权欧氏距离(Weighted Euclidean distance)。 7.夹角余弦(Cosine) 有没有搞错，又不是学几何，怎么扯到夹角余弦了？各位看官稍安勿躁。几何中夹角余弦可用来衡量两个向量方向的差异，机器学习中借用这一概念来衡量样本向量之间的差异。 (1)在二维空间中向量A(x1,y1)与向量B(x2,y2)的夹角余弦公式： (2)两个n维样本点a(x11,x12,…,x1n)和b(x21,x22,…,x2n)的夹角余弦类似的，对于两个n维样本点a(x11,x12,…,x1n)和b(x21,x22,…,x2n)，可以使用类似于夹角余弦的概念来衡量它们间的相似程度。即：

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，

投影幕布尺寸表+投影机到幕布距离的计算公式

投影幕布尺寸表卷帘屏幕（4:3）对角线（英寸）尺寸（m）100" 约2.0 * 1.5 120" 约2.4 * 1.8 150" 约3.0 * 2.4 180" 约3.6 * 2.6 200" 约4.2 * 3.2 卷帘屏幕（16:9）对角线（英寸）尺寸（m）92" 2.03 * 1.44 106" 约2.34 * 1.32 133" 约2.94 * 1.65 159" 3.55 * 1.98 161" 3.55 * 2.03 背投硬幕（丹麦DNP）规格（对角线）尺寸（m）67" 1.04 * 1.37 72" 1.10 * 1.46 84" 1.28 * 1.70 100" 1.52 * 2.03 120" 1.83 * 2.44 卷帘/支架（方幕）

规格（英寸）尺寸（m）50*50 1.27 * 1.27 60*60 1.52 * 1.52 70*70 1.78 * 1.78 84*84 2.13 * 2.13 96*96 2.44 * 2.44 108*108 2.74 * 2.74 120*120 3.05 * 3.05 144*144 3.66 * 3.66 150" 2.28 * 3.04 快装活动幕（4:3）对角线（英寸）尺寸（m）100" 2.032 * 1.524 120" 2.438 * 1.830 150" 3.040 * 2.280 180" 3.660 * 2.740 200" 4.267 * 3.200 250" 3.675 * 4.876 300" 6.090 * 4.570

以下为幕布内实际画面内尺寸(宽屏) 单位：毫米：投影机到幕布距离的计算公式最小投射距离(米) = 最小焦距(米)x 画面尺寸(英寸)÷液晶片尺寸(英寸) 最大投射距离(米) = 最大焦距(米)x 画面尺寸(英寸)÷液晶片尺寸(英寸) 已知投射距离得到画面尺寸最大投射画面(米) = 投射距离(米)x 液晶片尺寸(英寸)÷最小焦距(米) 最小投射画面(米) = 投射距离(米)x 液晶片尺寸(英寸)÷最大焦距(米) 例如： 1、Toshiba TLP-S71的焦距是26.5mm~31.5mm, 液晶片尺寸是0.7英寸LCD板，需要85英寸的画面。最小投射距离(米)=0.0265米x 85英寸÷0.7英寸= 3.217米最大投射距离(米)=0.0315米x 85英寸÷0.7英寸= 3.825米 2、已知：EPSON EMP-6000的焦距是24.0 - 38.2 mm, 液晶片尺寸是0.8英寸LCD 板，投射距离为4米，求：最大的投射画面和最小的投射画面。

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.

投影机投影距离计算

投影机投影距离计算（转载） 2009-09-09 11:50 在选购投影机时，我们首先注意到投影机的亮度、分辨率、对比度、均匀度等重要参数，另外，我们也要弄清楚投影机的焦距和液晶片尺寸等参数，以便在投影距离和画面尺寸上适合我们使用场合，投影距离和画面尺寸是与投影机的焦距和液晶片尺寸紧密相关的，其相互关系如下：已知画面尺寸得到投射距离：最小投射距离（米） = 最小焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）最大投射距离（米） = 最大焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）已知投射距离得到画面尺寸：最大投射画面（米） = 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最小焦距（米）最小投射画面（米） = 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最大焦距（米）例如： Toshiba TLP-S71的焦距是26.5mm~31.5mm, 液晶片尺寸是0.7英寸LCD板，需要85英寸的画面最小投射距离（米）=0.0265米 x 85英寸÷0.7英寸 = 3.217米最大投射距离（米）=0.0315米x 85英寸÷0.7英寸 = 3.825米 2、已知：EPSON EMP-6000的焦距是24.0 - 38.2 mm，液晶片尺寸是0.8 英寸LCD板，投射距离为4米，求：最大的投射画面和最小的投射画面。最大投射画面（英寸） =4米x 0.8英寸÷0.024米 = 133.3英寸最小投射画面（英寸） =4米x 0.8英寸÷0.0382米 = 83英寸上面提到投影画面尺寸，我们需要根据投影画面尺寸来选择投影屏幕尺寸,我们现在所说的屏幕尺寸实际为屏幕对角线的长度，单位为英寸。一般我国的尺刻度为米，且量长和款比较方便，所以有必要知道根据屏幕尺寸（英寸）得到屏幕宽度（米）和屏幕高度（米）长度单位换算公式：1英寸=2.54厘米=0.0254米

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

空间几何中的角和距离的计算

空间角和距离的计算(1) 一线线角 1．直三棱柱A 1B 1C 1-ABC ，∠BCA=900，点D 1，F 1分别是A 1B 1和A 1C 1的中点，若BC=CA=CC 1，求BD 1与AF 1所成角的余弦值． 2．在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 是直角梯形，∠BAD=900，AD ∥BC ，AB=BC=a ，AD=2a ，且PA ⊥面ABCD ，PD 与底面成300角．（1）若AE ⊥PD ，E 为垂足，求证：BE ⊥PD ；（2）若AE ⊥PD ，求异面直线AE 与CD 所成角的大小．二．线面角 1．正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别为BB 1、CD 的中点，且正方体的棱长为2．（1）求直线D 1F 和AB 和所成的角；（2）求D 1F 与平面AED 所成的角． F 1D 1B 1 C 1A 1 B A C A B C D P E C D E F D 1 C 1 B 1 A 1 A B

2．在三棱柱A 1B 1C 1-ABC 中，四边形AA 1B 1B 是菱形，四边形BCC 1B 1是矩形，C 1B 1⊥AB ，AB=4，C 1B 1=3，∠ABB 1=600，求AC 1与平面BCC 1B 1所成角的大小．三．二面角 1．已知A 1B 1C 1-ABC 是正三棱柱，D 是AC 中点．（1）证明AB 1∥平面DBC 1；（2）设AB 1⊥BC 1，求以BC 1为棱，DBC 1与CBC 1为面的二面角的大小． 2．ABCD 是直角梯形，∠ABC=900，SA ⊥面ABCD ，SA=AB=BC=1，AD=0.5．（1）求面SCD 与面SBA 所成的二面角的大小；（2）求SC 与面ABCD 所成的角． 3．已知A 1B 1C 1-ABC 是三棱柱，底面是正三角形，∠A 1AC=600，∠A 1AB=450，求二面角B —AA 1—C 的大小． B 1 C 1 A 1 B A C D B 1 C 1 A 1B A C B A D C S B 1 C 1 B C A 1

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

投影机距离计算方法

投影机距离计算方法在选购投影机时，我们首先注意到投影机的亮度、分辨率、对比度、均匀度等重要参数，另外，我们也要弄清楚投影机的焦距和液晶片尺寸等参数，以便在投影距离和画面尺寸上适合我们使用场合，投影距离和画面尺寸是与投影机的焦距和液晶片尺寸紧密相关的，其相互关系如下：已知画面尺寸得到投射距离：最小投射距离（米）= 最小焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷液晶片尺寸（英寸）最大投射距离（米）= 最大焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷液晶片尺寸（英寸）已知投射距离得到画面尺寸：最大投射画面（米）= 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷最小焦距（米）最小投射画面（米）= 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷最大焦距（米）例如： sony投影机VPL-EX130 4700*1.17*1.15=6300元 18.63-22.36 0.63 需要120英寸的画面最小投射距离（米）=0.01863米x 120英寸÷0.7英寸= 3.194米最大投射距离（米）=0.02236米x 120英寸÷0.7英寸= 3.833米 EIP-X350的焦距是23.6~28.5, 液晶片尺寸是0.7英寸LCD板，需要85英寸的画面最小投射距离（米）=0.0236米x 85英寸÷0.7英寸= 2.865米最大投射距离（米）=0.0285米x 85英寸÷0.7英寸= 3.460米 2、已知：EIKI LC-XT5E的焦距是76~98，液晶片尺寸是1.8英寸LCD板，投射距离为10米，求：最大的投射画面和最小的投射画面。最大投射画面（英寸）=10米x 1.8英寸÷0.076米= 236.8英寸最小投射画面（英寸）=10米x 1.8英寸÷0.098米= 183.6英寸上面提到投影画面尺寸，我们需要根据投影画面尺寸来选择投影屏幕尺寸,我们现在所说的屏幕尺寸实际为屏幕对角线的长度，单位为英寸。一般我国的尺刻度为米，且量长和款比较方便，所以有必要知道根据屏幕尺寸（英寸）得到屏幕宽度（米）和屏幕高度（米）长度单位换算公式：1英寸=2.54厘米=0.0254米普通屏幕的宽度和高度的比为4:3 ，于是由勾股定理得到：

关于距离计算的总结

关于距离计算的总结距离计算在自然语言处理中得到广泛使用，不同距离计算方式应用与不同的环境，其中也产生了很多不同的效果。 1 余弦距离余弦夹角也可以叫余弦相似度。集合中夹角可以用来衡量两个向量方向的差异，机器学习中借用这一概念来衡量样本向量之间的差异。余弦取值范围为[-1,1]。求得两个向量的夹角，并得出夹角对应的余弦值，词余弦值就可以用来表示这两个向量的相似性。夹角越小，趋近于0度，余弦值越接近于1，它们的方向就更加吻合，即更加相似。当两个向量的方向完全相反时，夹角的余弦取最小值-1。当余弦值为0时，两向量正交，夹角为90度。因此可以看出，余弦相似度于向量的幅值无关，于向量的方向相关。公式描述： Python代码实现： import numpy as np # np.dot(vec1,vec2) 量向量（数组）：两个数组的点积，即元素对应相乘后求和 # np.linalg.norm(vec1)：即求vec1向量的二范数（向量的模） vec1 = [1,2,3,4] vec2 = [5,6,7,8] dist1 = np.dot(vec1, vec2)/(np.linalg.norm(vec1)*np.linalg.norm(vec2)) print("余弦距离测试结果为：\t"+str(dist1)) 2 欧氏距离欧几里得距离即欧几里得空间中两点间的直线距离。 Python实现： import numpy as np vec1 = np.mat([1,2,3,4]) # 生成numpy矩阵 vec2 = np.mat([5,6,7,8]) # 根据公式求解1 dist1 = np.sqrt(np.sum(np.square(vec1 - vec2))) print("欧式距离测试结果是：\t"+ str(dist1)) dist2 = np.sqrt((vec1-vec2)*(vec1-vec2).T) # 根据公式求

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.

投影机计算公式

1：直投背投距离=屏幕的底边长度x投影机镜头的倍数 120寸屏幕底边为2489(mm) x 现在普通投影机的镜头倍数2.0=直投背投距离4972(mm) 2:次反射背投距离=屏幕的底边长度x投影机镜头的倍数x 0.6 120寸屏幕底边为2489(mm) x 现在普通投影机的镜头倍数2.0 x 0.6=直投背投距离2983.2(mm) 以上公式只做为参照，实际距离视环境及设备等因素决定 2: 实际屏幕亮度=投影机输出光强x屏幕增益平均亮度(英尺-朗伯)：平均亮度(英尺-朗伯) = 实际屏幕总亮度/ 屏幕面积(英尺2) 因为我们通常使用屏幕对角线尺寸(英寸)来表示画面大小，因此： 16：9画面：平均亮度= 337x投影机输出光强x屏幕增益/屏幕对角线的平方(英寸) 4：3画面：平均亮度= 300x投影机输出光强x屏幕增益/屏幕对角线的平方(英寸) 实例：已知：VW11HT的输出光强为1000流明，投射100″ 16：9的画面，屏幕增益为1。求：此时的屏幕亮度？屏幕亮度：337×1000x1/10000=33.7 (英尺-朗伯) 实例：已知：VW11HT的输出光强为1000流明，屏幕增益为1。求：要达到16 footlamberts以上的亮度，最大的屏幕尺寸是多少？屏幕对角线的平方 = 337 x 1000 / 16= 21062.5平方英寸最大屏幕尺寸：145英寸实际意义：VW11HT在全遮光的环境下，要达到理想的亮度，最大的画面尺寸是145英寸。如果你想要投得更大，你需要使用高增益的银幕。虽然规格书上讲VW11HT可以最大投影到400英寸，实际上由于亮度太低，400英寸对于观看画面来讲没什么意义。背投暗房空间如何计算公式如下： 1：直投背投距离=屏幕的底边长度x投影机镜头的倍数

投影距离计算方式方法

投影距离计算方式投影距离是指投影机镜头与屏幕之间的距离，一般用米来作为单位。在实际的应用当中，在狭小的空间要获取大画面，需要选用配有广角镜头的投影机，这样就可以在很短的投影距离获得较大的投影画面尺寸；在影院和礼堂的环境投影距离很远的情况下，要想获得合适大小的画面，就需要选择配有远焦镜头的投影机，这样就可以在较远的投影距离也可以获得合适的画面尺寸，不至于画面太大而超出幕布大小。普通的投影机为标准镜头，适合大多数用户使用。如何估算投影距离? 投影距离很好算，若以英寸计量画面的对角线长度，那么此数字的1/10正好是英尺计量的投影距离数。也即，100英寸对角线画面(满屏800×600)的投影距离为10英尺，3米略多。如何算出投N"时需要的最短及最长距离用液晶片尺寸及镜头焦距算出投N"时需要的最短及最长距离参考一下公式: 最短m=最小焦距mm/25.4*银幕尺寸in/液晶片尺寸in*2.54/N 最长m=最大焦距mm/25.4*银幕尺寸in/液晶片尺寸in*2.54/N 最小=屏幕尺寸/液晶片尺寸*最小焦距。备注：其他尺寸计算方法类似。(mm/25.4)转换成为英寸in 投影方式吊顶功能：将投影机倒置吊在屋顶上进行投影，要求投影机投射的图像能实现上下翻转功能。背投功能：将投影机放在背透幕的后面进行投影，要求投影机投射的图像能实现左右翻转的功能。

F是镜头的透光度。F越小，镜头的透光性越好。f是镜头的放大比率。如，f=1.4时，就是说，在一固定的位置上，画面可放大1.4倍。镜头的光圈是用数值来表示的，一般从1.6-2.0，为使用方便，一个镜头设置多档光圈，光圈的数值越大，光圈就越小，光通量也越少，每一个镜头的最大光圈都用数值标在镜头的前方。焦距也是用数值来表示的，通常从50-210，分为短焦、标准和长焦，还有超短和超长焦的。数值越小焦距越短，数值越大焦距越长，投影机对镜头焦距的要求正投一般在50-140，背投一般在35左右，焦距决定了打满预定尺寸时投影机与影幕的距离，焦距越短，投影机与影幕的距离就越近，反之就越远。如果要在短距离投射大画面就需要选择短焦镜头的投影机，反之则需要选择长焦镜头。一般的投影机都为标准镜头。在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果(如下图) 如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。在这种情况下，用户需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。梯形校正通常有二种方法：光学梯形校正和数码梯形校正，光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的，另一种数码梯形校正是通过软件的方法来实现梯形校正。

：空间距离的各种计算

高中数学立体几何空间距离 1.两条异面直线间的距离和两条异面直线分别垂直相交的直线，叫做这两条异面直线的公垂线；两条异面直线的公垂线在这两条异面直线间的线段的长度，叫做两条异面直线的距离. 2.点到平面的距离从平面外一点引一个平面的垂线，这点和垂足之间的距离叫做这个点到这个平面的距离. 3.直线与平面的距离如果一条直线和一个平面平行，那么直线上各点到这平面的距离相等，且这条直线上任意一点到平面的距离叫做这条直线和平面的距离. 4.两平行平面间的距离和两个平行平面同时垂直的直线，叫做这两平行平面的公垂线，它夹在两个平行平面间的公垂线段的长叫做这两个平行平面的距离. 题型一：两条异面直线间的距离【例1】如图，在空间四边形ABCD 中，AB =BC =CD =DA =AC =BD =a ，E 、F 分别是AB 、CD 的中点. (1)求证：EF 是AB 和CD 的公垂线； (2)求AB 和CD 间的距离；【规范解答】 (1)证明：连结AF ，BF ，由已知可得AF =BF . 又因为AE =BE ，所以FE ⊥AB 交AB 于E . 同理EF ⊥DC 交DC 于点F . 所以EF 是AB 和CD 的公垂线. (2)在Rt △BEF 中，BF = a 23 ,BE =a 21, 所以EF 2=BF 2-BE 2=a 2 12，即EF =a 22 . 由(1)知EF 是AB 、CD 的公垂线段，所以AB 和CD 间的距离为 a 2 2 . 【例2】如图,正四面体ABCD 的棱长为1，求异面直线AB 、CD 之间的距离. 设AB 中点为E ，连CE 、ED . ∵AC =BC ,AE =EB .∴CD ⊥AB .同理DE ⊥AB . ∴AB ⊥平面CED .设CD 的中点为F ,连EF ，则AB ⊥EF . 同理可证CD ⊥EF .∴EF 是异面直线AB 、CD 的距离. ∵CE =23 ,∴CF =FD =2 1,∠EFC =90°,EF = 2221232 2 =??? ??-??? ? ??. ∴AB 、CD 的距离是 2 2 . 【解后归纳】求两条异面直线之间的距离的基本方法：（1）利用图形性质找出两条异面直线的公垂线，求出公垂线段的长度. （2）如果两条异面直线中的一条直线与过另一条直线的平面平行，可以转化为求直线与平面的距离. 例1题图例2题图

地球的经纬度与球面距离

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。

投影距离和投影画面尺寸的计算公式

投影距离和投影画面尺寸的计算公式最小投射距离（米） = 最小焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）最大投射距离（米） = 最大焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）最大投射画面（英寸） = 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最小焦距（米）最小投射画面（英寸） = 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最大焦距（米）长度单位换算公式： 1英寸=2.54厘米=0.0254米 1 英尺＝1 2 英寸＝0.3048 米 1 毫米＝0.03937 英寸 1 厘米＝10 毫米＝0.3937 英寸 1 分米=10厘米=3.937英寸 1 米＝10分米＝1.0936码＝3.2808英尺普通屏幕的宽度和高度的比为4:3 ，于是由勾股定理得到：屏幕宽度（米）=屏幕尺寸（英寸）x 0.0254x 0.8 =屏幕尺寸（英寸）÷50 屏幕高度（米）=屏幕尺寸（英寸）x 0.0254x 0.6 =屏幕尺寸（英寸）÷66 得到的单位为米例如：（1）、已知：EPSON EMP-820的焦距是28.3mm~37.98mm, 液晶片尺寸是0.9英寸LCD板，需要72英寸的画面。求：最小的投射距离和最大的投射距离。最小投射距离（米）=0.0283米 x 72英寸÷0.9英寸 = 2.264米最大投射距离（米）=0.03798米x 72英寸÷0.9英寸 = 3.0384米（2）、已知：EPSON EMP-8300的焦距是53mm~72mm, 液晶片尺寸是1.4英寸LCD 板，投射距离为5米，求：最大的投射画面和最小的投射画面。最大投射画面（英寸） =5米x 1.4英寸÷0.053米 = 132英寸屏幕尺寸计算：长度单位换算公式：1英寸=2.54厘米=0.0254米普通屏幕的宽度和高度的比为4:3 ，于是由勾股定理得到：屏幕宽度（米）=屏幕尺寸（英寸）x 0.0254米/英寸x 0.8 大约=屏幕尺寸（英寸）÷50 屏幕高度（米）=屏幕尺寸（英寸）x 0.0254米/英寸x 0.6 大约=屏幕尺寸（英寸）÷66 得到的单位为米

高中数学球面距离的计算

球面距离的计算在球面上，不在同一直径上的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，我们把这段劣弧的长叫做球面上这两点间的球面距离（也叫球面上的短程线或测地线）。如下图，球的半径为R ，球面上有任意两点()11,βαA 、()22,βαB ，其中1α、2α分别为A 、B 两点的经度数，1β、2β分别为A 、B 两点的纬度数，过A 、B 两点的大圆劣弧所对的圆心角为θ，试证明A 、B 间的球面距离为： ()]sin sin cos cos arccos[cos 212121ββββααθ+-==R R AB ⌒ （角均为弧度）证明：如上图，⊙1O 与⊙2O 分别为过A 、B 的纬度圈，过A 、C 的大圆，过B 、D 的大圆分别为A 、B 的经度圈，且经度圈与纬度圈所在的平面互相垂直，作⊥AE 面BC O 2，垂足E 位于 C O 2上，连结EB 、AB ，则 ()2 212 212OO OO O O AE -==()2 21sin sin ββR R -=()2 212sin sin ββ-=R 在BE O 2?中，由余弦定理，得：()21222 22 22 cos 2αα-?-+=B O E O B O E O BE () 21212221cos 2αα-?-+=B O A O B O A O ()()()21212 22 1cos cos cos 2cos cos ααββββ-??-+=R R R R ()]cos cos cos 2cos [cos 212122122ααββββ--+=R ()]cos cos cos 2sin sin 22[2121212222ααββββ---=+=R BE AE AB ()]cos cos cos sin sin 1[22121212ααββββ---=R 又由余弦定理，得，()θθcos 12cos 22 2 2 2 2 -=-+=R R R R AB ，比较上述两式，化简整理

投影幕尺寸计算

投影幕尺寸计算 16：9: 长=对角线X 0.8716 宽=对角线X 0.4903 例： 100寸幕,长=100 X 0.8716 = 87.16英寸= 87.16 X 2.54 = 221.39 (cm) 宽=100 X 0.4903 = 49.03英寸= 49.03 X 2.54 = 124.54 (cm) 4：3：长=对角线X 0.8 宽=对角线X 0.6 另一种: 4:3屏幕尺寸（英寸）＝〔屏幕宽度（米）×5/4〕×100/2.54 16:9屏幕尺寸（英寸）＝〔屏幕宽度（米）×18.257/16〕×100/2.54 1、投射比例和变焦严格来说：投射比例= 投射距离/ 图像宽度但是我们通常习惯说图像的对角线尺寸，而不是图像宽度。因此本文中我们做了小小的修改：投射比例= 投射距离/ 图像尺寸，图像尺寸就是指图像的对角线尺寸。如果投影机不具有变焦功能，那么投射比例是固定的。也就是说，图像的尺寸完全有投射距离决定。如果投影机具有变焦功能，则投射比例是可变的。也就是说，你在同一距离上，可以投射出不同大小的图像。或者说，相同的图像大小，可以是不同的投射距离。

变焦范围= 最大焦距/ 最小焦距= 最大投射比例/ 最小投射比例实例：已知：VW11HT的焦距是44.6mm~53.6mm 求：变焦范围变焦范围= 53.6 / 44.6 = 1.2 2、投射比例与焦距投射比例可以通过投影机的焦距和显示面板(LCD/LCoS/DLP)的尺寸来计算。如果投射画面和显示板是相同的形状，比如都是16：9或者4：3的话，计算公式：投射比例= 焦距/ 显示面板对角线长度(焦距和显示面板对角线长度必须使用同一单位。) 如果是16：9的显示板投射4：3的画面或者4：3的显示板投射16：9的画面，计算公式稍为复杂。实例：已知：VW11HT的焦距是44.6mm~53.6mm, 显示面板是1.35"LCD板求：投射比例44.6mm = 1.76"53.6mm = 2.11"最小投射比例= 1.76/1.35 = 1.30最大投射比例= 2.11/1.35 = 1.56 3、最大/最小投射距离投影机镜头组的最小聚焦范围决定最小投射距离。而最大的投射距离通常则由屏幕亮度决定，如果投射距离过大，投射的图像很大，而图像的亮度下降，整体的视觉效果变差。下面我们还会专门介绍如何计算亮度。投射距离= 投射比例x 屏幕对角线尺寸(英寸) = 焦距x 屏幕对角线/ 显示面板对角线实例1：已知：VW11HT的焦距是44.6mm~53.6mm, 显示面板是1.35"LCD板，需要100”的画面。求：最小的投射距离和最大的投射距离。44.6mm = 1.76"53.6mm = 2.11"最小投射距离= 1.76 x 100 / 1.35 = 130" = 3.3米最大投射距离= 2.11 x 100 / 1.35 = 156" = 4.0米实例2：已知：VW11HT的焦距是44.6mm~53.6mm, 显示面板是1.35"LCD板，需要150”的画面。求：最小的投射距离和最大的投射距离。最小投射距离= 1.76 x 150 / 1.35 = 195" = 5.0米最大投射距离 = 2.11 x 150 / 1.35 = 234" = 6.0米实际意义：在没有其他手段辅助下，VW11HT投射150"画面的最小距离是5米，3米不可能投出150"画面。已知画面尺寸得到投射距离：最小投射距离（米）= 最小焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）最大投射距离（米）= 最大焦距（米）x 画面尺寸（英寸）÷ 液晶片尺寸（英寸）已知投射距离得到画面尺寸：最大投射画面（米）= 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最小焦距（米）最小投射画面（米）= 投射距离（米）x 液晶片尺寸（英寸）÷ 最大焦距（米）例如： 1、T oshiba TLP-S71的焦距是26.5mm~31.5mm, 液晶片尺寸是0.7英寸LCD板，需要85英寸的画面。最小投射距离（米）=0.0265米x 85英寸÷0.7英寸= 3.217米最大投射距离（米）=0.0315米x 85英寸÷0.7英寸= 3.825米 2、已知：EPSON EMP-6000的焦距是24.0 - 38.2 mm，液晶片尺寸是0.8英寸LCD板，投射距离为4米，求：最大的投射画面和最小的投射画面。