已知地球半径约为6371千米．上海的位置约为东经121°、北纬31°，大连的位置约为东经121°、北纬39°，里斯本的位置约为西经10°、北纬39°．（1）若飞机以平均速度720千米/小时，飞行，

Question

已知地球半径约为6371千米．上海的位置约为东经121°、北纬31°，大连的位置约为东经121°、北纬39°，里斯本的位置约为西经10°、北纬39°．
（1）若飞机以平均速度720千米/小时，飞行，则从上海到大连的最短飞行时间约为多少小时（飞机飞行高度忽略不计，结果精确到0.1小时）？
（2）求大连与里斯本之间的球面距离（结果精确到1千米）

Answer 1

（1）∵上海与大连在同一经线上，∴它们在地球的同一个大圆上．
设地球的球心为O，上海、大连分别为点A、B．
由上海、大连的经、纬度知∠AOB=8°地球半径r≈6371千米
经计算得AB的弧长：6371× π×(8°)/(180°) ≈889.56(千米)
889.56÷720≈1.2（小时）
∴从上海到大连的最短飞行时间约为1.2（小时）
（2）设里斯本为C，过B作 与赤道平面平行的球面的截面，
设其圆心为O′，由已知得
∠BO′C=121°+10°=131°，∠OBO′=39°
OB=OC=rO′C=O′B=OBcos∠OBO′=rcos39°
由余弦定理可得
BC ² =O′B ² +O′C ² -2O′B•O′Ccos131°=2r ² cos ² 39°（1-cos131°）
cos∠BOC= (OB2 + OC2 - BC2)/(2•OB•OC) =(2 r2 -2 r2 co s2 39°( 1-cos131°))/(2 r2)
≈-1.87×10 ^-4
∴∠BOC≈90.01°
于是大圆的弧长BC为 6371×π×(90.01°)/(180°) ≈ 10009(千米)
∴大连与里斯本之间的球面距离约为10009千米．