棱錐的外接球,這樣處理最簡單!
小數(shù)老師說
也可能是小數(shù)老師研究北京的題目太多了,最近幾年沒有看到這種問題,不過既然在微信平臺上有同學提問了,那小數(shù)老師就幫這個同學整理一下吧!小數(shù)老師研究了一下,全國卷考這種題目還是比較多的,但是現(xiàn)在的難度也比小數(shù)老師上學時的簡單了很多了!
找了最近的一些題目看了看,棱錐的外接球問題一般分為兩類:已知棱錐的相關條件,求外接球的表面積或者體積等;已知棱錐的外接球的一些條件,求棱錐的相關信息!下面通過兩道例題來看一下,這種題目該如何求解!
>>>>
1、已知棱錐,求外接圓
例1、已知三棱錐P-ABC的所有頂點都在球O的表面上,△ABC是邊長為1的正三角形,PC為球O的直徑,該三棱錐的體積是
,則球O的表面積是()
A、4πB、8πC、12πD、16π
解析:本題已知三棱錐的體積與底面邊長,求球O的表面積,其實說白了,就是需要找到外接球的半徑,再利用公式就能得出結果了。所以,第一步就是畫圖,
通過題目我們可以知道,此三棱錐的底面為等邊三角形,那么就可以知道,如果過點P向底面做垂線的話,垂足一定落在三角形ABC的邊BC的高上,也就是圖中的CD上,由于PC是外接球的直徑,因此取中點O,然后找到三角形ABC的外接圓的圓心C’,O’也在CD上,所以能得到OO’垂直于CD,所以OO’與PD平行,且OO’等于PD的一半,PD是三棱錐的高,根據(jù)三棱錐的體積就能求出高來,因此OO’的值也能求出來,而三角形OO’C是直角三角形,O’C是三角形ABC高的三分之二,因此列出方程,球的半徑就能求了。
具體解題步驟同學們自己補全吧!
答案選擇:A
例2、已知正四面體ABCD的棱長為a,其外接球表面積為S1,內切球表面積為S2,則S1:S2的值為()
A、3B、
C、9D、
解析:正四面體為載體,同學們真是沾大光了哈,棱長與底邊都相等,其性質也特別好,外接球的球心與內切球的球心是一個,都在正四面體的高上,接下來畫圖找?guī)缀涡再|即可。
如圖:點O是正四面體外接球與內切球的球心,并且BO為外接球的半徑,OE為內切球的半徑,三角形BOE為直角三角形,E點為三角形BCD的邊CD上的高BF上的點,并且BE:EF=2:1,所以,根據(jù)這些條件進行列方程即可求出比值來。
答案選擇:C
>>>>
2、已知外接圓,求棱錐
例3、已知三棱錐P-ABC的四個頂點都在半徑為2的球面上,且PA⊥平面ABC,若AB=2,AC=
,∠BAC=
,則棱PA的長為()
A、
B、
C、3 D、9
解析:通過題意,可以得出三棱錐為墻角型的,如圖:
對于墻角型三棱錐,尋找外接球一般采取補形法,也就是以AB,AC,PA為邊做出長方體來,長方體的外接球與此三棱錐的外接球相同,而對于長方體來說,其外接球的直徑為長方體的體對角線,體對角線l與長方體的長a寬b高c的關系是:
,通過此關系,列方程即可得到結果。
答案選擇:C。
以上就是小數(shù)老師給大家的三個例題,同學們可以發(fā)現(xiàn),不管是哪種類型,重點是要找到球心,也就是要把三棱錐的幾何性質搞清楚,同學們也不用擔心,現(xiàn)在考試題目都不是很難,大家重點研究正三棱錐,正四面體,和墻角型的三棱錐就足以應對了!加油吧!
有什么想看的,歡迎大家發(fā)信息哈,小數(shù)老師精力有限,可能總結的不是那么全面,但是小數(shù)老師一定以高考題為參考題型來分析每個知識點的哈!
原創(chuàng)不易,請同學們動動手指,轉發(fā)到你的朋友圈,讓更多的同學看到!另外,如有轉載,請標明“來自高中數(shù)學微信公眾號”,謝謝!
(責任編輯:gnn)