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8.3.3 球的表面积和体积
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2
R
R
利用祖暅原理推导球的体积公式
一个半径和高都等于R的圆柱,挖去一个以上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥后,所得的几何体的体积与一个半径为R的半球的体积相等。
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第一步:分割
O
球面被分割成n个网格,连接球心O和每个
小网格的顶点。
则球的体积为:
设“小锥体”的体积为:
O
球的面积
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如果网格分的越细,则:
因为
所以球的体积为
O
“小锥体”就越接近小棱锥。
的值就趋向于球的半径R
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球的表面积与体积
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性质2: 球心和截面圆心的连线垂直于截面.
O1
性质1: 用一个平面去截球,截面是圆面;
性质3: 球心到截面的距离d与球的半径R及截面的半径r有下面的关系:
球的截面问题
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球的截面问题
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若一个多面体的各顶点都在一个球的球面上,则称这个多面体是这个球的内接多面体,这个球是这个多面体的外接球
若一个多面体的各面都与一个球的球面相切,则称这个多面体是这个球的外切多面体,这个球是这个多面体的内切球
与球有关的切、接问题
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正方体与球的切接问题
•
O
O
•
结论:直径等于棱长.
2R=a
①正方体的内切球
②正方体的棱切球
③正方体的外接球
O
•
结论:直径等于面对角线.
2R=a
O
•
A
B
C
D
结论:直径等于体对角线.
2R=a
•
O
O
A
B
C
D
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结论:长方体外接球的直径等于长方体的体对角线.
(2R)2=a2+b2+c2(a,b,c是长方体的棱长)
O
•
A
B
C
D
O
A
B
C
D
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•
O
•
O2
C
B
A
a
•
O1
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练习1.正三棱锥的高为1,底面边长为 ,内有一个球与它的四个面都相切.求:
(1)外接球的表面积;
(2)内切球的表面积.
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构造长方体求解(补形)
鳖臑(nào)模型
情况1 墙角模型
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情况2 对棱相等的三棱锥
题型一 构造长方体求解(补形)
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8π
√
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思考:球有底面吗?球面能展开成平面图形吗?
[提示] 球没有底面,球的表面不能展开成平面图形.
1.球的表面积
设球的半径为R,则球的表面积S= ,即球的表面积等于它的大圆面积的 倍.
4πR2
2.球的体积
设球的半径为R,则球的体积V= .
eq \f(4,3)πR3
【例1】 (1)已知球的表面积为64π,求它的体积;
(2)已知球的体积为eq \f(500,3)π,求它的表面积.
[解] (1)设球的半径为r,则由已知得
4πr2=64π,r=4.
所以球的体积:V=eq \f(4,3)×π×r3=eq \f(256,3)π.
(2)设球的半径为R,
由已知得eq \f(4,3)πR3=eq \f(500,3)π,
所以R=5,
所以球的表面积为S=4πR2=4π×52=100π.
求球的表面积与体积的一个关键和两个结论
(1)关键:把握住球的表面积公式S球=4