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球與多面體的內(nèi)切、外接球的內(nèi)接正(長(zhǎng))方體的對(duì)角線等于球直徑。一、直接法ABCDD1C1A1OB1對(duì)角面設(shè)棱長(zhǎng)為1變式1:一個(gè)正方體的各頂點(diǎn)均在同一球的球面上,若該正方體的表面積為24,則該球的體積為
.例1、若棱長(zhǎng)為3的正方體的頂點(diǎn)都在同一球面上,則該球的表面積為
.變式2:一個(gè)長(zhǎng)方體的各頂點(diǎn)均在同一球面上,且一個(gè)頂點(diǎn)上的三條棱長(zhǎng)分別為1,2,3,則此球的表面積為
.變式3:已知各頂點(diǎn)都在一個(gè)球面上的正四棱柱高為4,體積為16,則這個(gè)球的表面積為()A.B.C.D.C.ra一、直接法內(nèi)切球的直徑等于正方體的棱長(zhǎng)。一、直接法內(nèi)切球的直徑等于正方體的面對(duì)角線長(zhǎng)。球內(nèi)切于正方體的各條棱甲圖乙圖丙圖例1
甲球內(nèi)切于正方體的各面,乙球內(nèi)切于該正方體的各條棱,
丙球外接于該正方體,則三球表面面積之比為()
A.1:2:3 B. C. D.球的外切正方體的棱長(zhǎng)等于球直徑。正方形的對(duì)角線等于球的直徑。球的內(nèi)接正方體的對(duì)角線等于球直徑。AACBPO二、構(gòu)造法
例1、(2012遼寧16)已知正三棱錐P-ABC,點(diǎn)P,A,B,C都在半徑為的球面上,若PA,PB,PC兩兩互相垂直,則球心到截面ABC的距離為
。1、構(gòu)造正方體變式題、已知球O的面上四點(diǎn)A、B、C、D,
則球O的體積為
。例5、求棱長(zhǎng)為a的正四面體P–ABC的外接球的表面積。求正多面體外接球的半徑求正方體外接球的半徑變式題:一個(gè)四面體的所有棱長(zhǎng)都為,四個(gè)頂點(diǎn)在同一球面上,則此球的表面積()A.B.C.D.
A2、構(gòu)造長(zhǎng)方體已知點(diǎn)A、B、C、D在同一個(gè)球面上,,則B、C兩點(diǎn)間的球面距離是().,,變式、(2013鄭州質(zhì)檢)在三棱錐中,
,則該三棱錐的內(nèi)接球的表面積為
。
三、確定球心位置法
例、在矩形ABCD中,AB=4,BC=3,AC沿將矩形ABCD折成一個(gè)直二面角B-AC-D,則四面體ABCD的外接球的體積為(
)
C四、公式法
例、一個(gè)六棱柱的底面是正六邊形,其側(cè)棱垂直于底面,已知該六棱柱的頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,且該六棱柱的體積為,底面周長(zhǎng)為3,則這個(gè)球的體積為
。思考題:半徑為R的球的外切圓柱(球與圓柱的側(cè)面、兩底面都相切)的表面積為_(kāi)___,體積____.五、構(gòu)造直角三角形例13、求棱長(zhǎng)為1的正四面體外接球的體積。六、尋求軸截面圓半徑法
例1、正四棱錐S-ABCD的底面邊長(zhǎng)和各側(cè)棱長(zhǎng)都為,點(diǎn)S,A,B,C,D都在同一球面上,則此球的體積為
.解設(shè)正四棱錐的底面中心為,外接球的球心為O,如圖3所示.∴由球的截面的性質(zhì),可得又,∴球心O必在所在的直線上.∴的外接圓就是外接球的一個(gè)軸截面圓,外接圓的半徑就是外接球的半徑.在中,由
是外接圓的半徑,也是外接球的半徑.故幾何體的內(nèi)切球
例、正四面體的棱長(zhǎng)為a,則其內(nèi)切球和外接球的半徑是多少?
圖1解:如圖1所示,設(shè)點(diǎn)o是內(nèi)切球的球心,正四面體棱長(zhǎng)為a.由圖形的對(duì)稱(chēng)性知,點(diǎn)o也是外接球的球心.設(shè)內(nèi)切球半徑為r,外接球半徑為R.正四面體的表面
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