内容正文:
微专题:简单几何体的外接球
外接球的定义:
若一个多面体的各个顶点都在一个球的球面上,
则称这个球是这个多面体的外接球.
1.棱长为 的正方体的外接球的半径为 .
2.棱长分别为 的长方体的外接球的半径为 .
3.已知正三棱柱 的各棱长都是2,则它的外接球的半径为 .
在三角形ABC中,
一、与柱体有关的外接球
变式1:直三棱柱的各顶点都在同一球面上,若,
,则此球的表面积等于_____________
B
C
A1
B1
C1
A
推广:上下对称的几何体,外接球球心落在对称面上
变式2(23年金丽衢):将两个形状完全相同的正三棱锥底面重合得到一个六面体,若六面体存在外接球,且正三棱锥的体积为1,则六面体外接球的体积________
例2:已知四面体 中, 两两垂直,且 ,
, ,则此四面体的外接球的表面积为 .
1:墙角模型
三条棱两两垂直,不找球心的位置即可求出球半径
P
B
C
A
a
b
c
二、与锥体有关的外接球
2:对棱相等模型
补形为长方体
D
B
A
三棱锥(即四面体)中,已知三组对棱分别相等(AB=CD,
AD=BC,AC=BD),求外接球半径
C
变式.在四面体 中, 平面 , , , ,
,则该四面体的外接球的表面积为 .
例3、已知所在的平面与C所在的平面互相垂直,
, ,则多面体的外接球的表面积为_________
M
3
3
3
推广:外接球球心在每个截面外接圆圆心的正上(下)方
C
A
O
O1
O2
三、切瓜模型
P
B
C
A
O
O1
两个大小圆面互相垂直且交于小圆直径
——大圆直径即为球的直径
变式:如图,在直角梯形 中, ,
,将 沿 向上折起,使平面
平面 , 则三棱锥 的外接球的表面积为 .
在三角形BCD中,由余弦定理得:
由正弦定理得:
1.已知边长为 的菱形 中, ,沿对角线
折成二面角 为 的四面体 ,则该四面
体的外接球的表面积为 .
例4:在三棱锥中,,侧棱与底面所成的角为 ,
则该三棱锥外接球的体积为__________
H
O
变式:设是同一个半径为的球的球面上四点,为等边三角形
且面积为 ,则三棱锥体积的最大值为( )
A. B. C. D.
O1
O
变式:设是同一个半径为的球的球面上四点,为等边三角形
且面积为 ,则三棱锥体积的最大值为( )
A. B. C. D.
为等边三角形且面积为
可得
解得
球心为
三角形的外心为
显然在的延长线与球的交点如图:
则三棱锥高的最大值为:
三棱锥体积的最大值为
B
1:墙角模型
2:对棱相等模型
3:切瓜模型
一、与柱体有关的外接球
二、与椎体有关的外接球
课堂小结
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