きゅう‐たい〔キウ‐〕【球体】
球体
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/10/06 10:21 UTC 版)
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数学における球体(きゅうたい、英: ball)は、球面の内側の空間全体を言う。
境界点の全体である球面を全く含む球体を閉球体(へいきゅうたい、英: closed ball)といい、全く含まない球体を開球体(かいきゅうたい、英: open ball)という。
概要

球体の概念は、三次元ユークリッド空間のみならず、より低次または高次の空間、あるいはより一般の距離空間においても定義することができる。n-次元の球体は n-次元(超)球体(あるいは短く n-球体)と呼ばれ、その境界は(n−1)-次元(超)球面(あるいは短く (n−1)-球面)と呼ばれる。
例えばユークリッド平面における球体は円板のことであり、それを囲む境界は円周である。また、三次元ユークリッド空間における球体(通常の球体)は二次元球面(通常の球面)によって囲まれる体積を占める。
ユークリッド幾何学などの文脈において、球体 (ball) の意味でしばしば略式的に球 (sphere) と呼ぶ場合がある(球が球面の意である場合もある)。
ユークリッド空間における球体
n-次元ユークリッド空間において、中心 x, 半径 r の開球体とは、x からの距離が r 未満(「距離」< r)であるような点全体の成す集合を言う。閉球体は x からの距離が r 以下(「距離」≤ r)であるような点全体の成す集合である。
n-次元ユークリッド空間において任意の球体は超球面の内側(超球体)であり、特に n = 1 のときは有界な区間、n = 2 のときは円の囲む内側である円板、n = 3 のとき通常の球面の囲む内側である。
体積
- 詳細は「超球体の体積」を参照
n-次元ユークリッド空間における、半径 R の n-次元ユークリッド超球体の n-次元超体積は
- 球: 日常的な意味で
- 円板
- 虚球: 負の半径を許す
- 近傍 (位相空間論)
- 三次元球面
- 超球面(高次元球面)
- アレクサンダーの角付き球面
- 多様体
- 超球体の体積
参考文献
- ^ Equation 5.19.4, NIST Digital Library of Mathematical Functions. http://dlmf.nist.gov/, Release 1.0.6 of 2013-05-06.
- D. J. Smith and M. K. Vamanamurthy, "How small is a unit ball?", Mathematics Magazine, 62 (1989) 101–107.
- "Robin conditions on the Euclidean ball", J. S. Dowker [1]
- "Isometries of the space of convex bodies contained in a Euclidean ball", Peter M. Gruber[2]
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外部リンク
- Weisstein, Eric W. "Ball". mathworld.wolfram.com (英語).
- ball [3] - PlanetMath.