关于外接球的公式(外接球问题算个球)

什么是多面体的外接球,如果一个多面体的各个顶点都在同一个球面上,那么称这个多面体是球的内接多面体,这个球为多面体的外接球。

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(1)

多面体的外接球问题,是立体几何的一个重点,也是高考考察的一个热点,当然这热点不是“重点”,而是难点!有多少优秀的孩子们被这个球弄得乱七八糟!

研究多面体的外接球问题,又要运用球的性质,要命的是还要特别注意多面体的有关几何元素与球的半径的关系,而多面体外接球半径的求法在解题中往往会起到至关重要的作用,接下来,我们通过几道例题来探讨这类问题的求解策略。

1

直接法

长方体模型是学习立体几何的基础,掌握长方体模型,对理解立体几何的关系问题起着重要的作用,尤其是在解决多面体外接球问题中。长方体的体对角线为长方体外接球的直径,正方体的体对角线为正方体的外接球的直径。

2、长方体的外接球问题

例2、一个长方体的各顶点均在同一个球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为3、4、5,则此球的体积为。

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(2)

解析:因为长方体内接于球,所以它的体对角线正好为球的直径,因此,求球的半径可转化为先求长方体的体对角线长,再计算半径。

2

构造法

由于正方体、长方体的外接球半径可以轻松求的,所以在遇见一类特殊几何体,通常是四面体,通常选择补形成正方体、长方体,进而通过求正方体、长方体的外接球的半径来求四面体的半径。

SEE MORE →

(1)、正四面体

例3、一个四面体的所有棱长都为2,四个顶点在同一球面上, 则此球的表面积为。

解析:因为四面体的所有棱长都为2,所以放置正四面体S-ABC于正方体中(如图),由对称性可知,四面体的外接球就是正方体的外接球,所以正方体的体对角线正好为球的直径,因此,求正四面体外接球的半径可转化为先求正方体的体对角线长,再计算半径。

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(3)

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(4)

(2)、等腰四面体

等腰四面体是对棱分别相等的四面体。

例4、三棱锥S-ABC中,其中SA=BC=3,SB=AC=4,SC=AB=5,求三棱锥S-ABC外接球的体积为。

解析:因为四面体的对棱相等,所以放置四面体S-ABC于长方体中(如图),由对称性可知,四面体的外接球就是长方体的外接球,所以长方体的体对角线正好为球的直径,因此,求四面体外接球的半径可转化为先求长方体的体对角线长,再计算半径。

(3)、墙角四面体

墙角四面体即共顶点的三条棱两两垂直,或者有三个面两两垂直的三棱锥。

例5、三棱锥S-ABC中,其中SA⊥SB,SA⊥SC,SB⊥SC,且SA=3,SB=4,SC=5,求三棱锥S-ABC外接球的表面积为。

解析:因为四面体的三条棱两两垂直,所以放置四面体S-ABC于长方体中(如图),由对称性可知,四面体的外接球就是长方体的外接球,所以长方体的体对角线正好为球的直径,因此,求四面体外接球的半径可转化为先求长方体的体对角线长,再计算半径。

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(5)

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(6)

(4)、“鳖臑”型四面体

鳖臑即四个面都是直角三角形的四面体。

例6、三棱锥S-ABC中,其中SA⊥平面 ABC,AB⊥BC,且SA=3,AB=4,BC=5,求三棱锥S-ABC外接球的表面积为。

解析:因为四面体的有线面垂直,所以放置四面体S-ABC于长方体中(如图),由对称性可知,四面体的外接球就是长方体的外接球,所以长方体的体对角线正好为球的直径,因此,求四面体外接球的半径可转化为先求长方体的体对角线长,再计算半径。

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(7)

关于外接球的公式(外接球问题算个球)(8)

未完,继续关注哦!

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页