この項目では、数学における球体について説明しています。
日常的な意味での球体については「球」をご覧ください。
MUCCのアルバムについては「球体 (MUCCのアルバム)」をご覧ください。
三浦大知のアルバムについては「球体 (三浦大知のアルバム)」をご覧ください。
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In Euclidean space
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。それが境界点の全体である球面を全く含むとき閉球体(へいきゅうたい、英: closed ball)、全く含まないとき開球体(かいきゅうたい、英: open ball)と呼ばれる。
これら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)。 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 のときは有界区間 (数学)、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。 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 V n ( R ) = π n / 2 Γ ( n 2 + 1 ) R n {\displaystyle V_{n}(R)={\frac {\pi ^{n/2}}{\Gamma ({\frac {n}{2}}+1)}}R^{n}} で与えられる[1]。ただし Γ はオイラーのガンマ函数(階乗の非整数引数への拡張と見做される)。整数値または半整数値におけるガンマ函数の特殊値
ユークリッド空間における球体
体積詳細は「超球体の体積」を参照