外接球内切球问题答案.doc

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外接球内切球问题

1球与柱体

规则的柱体，如正方体、长方体、正棱柱等能够和球进行充分的组合，以外接和内切两种形态进行结合，通过球的半径和棱柱的棱产生联系，然后考查几何体的体积或者表面积等相关问题.

1.1球与正方体

发现，解决正方体与球的组合问题，常用工具是截面图，即根据组合的形式找到两个几何体的轴截面，通过两个截面图的位置关系，确定好正方体的棱与球的半径的关系，进而将空间问题转化为平面问题

例1棱长为1的正方体的8个顶点都在球的表面上，分别是棱，的中点，则直线被球截得的线段长为（）A．B． C． D．

1.2球与长方体长方体各顶点可在一个球面上，故长方体存在外切球.但是不一定存在内切球.设长方体的棱长为其体对角线为.当球为长方体的外接球时，截面图为长方体的对角面和其外接圆，和正方体的外接球的道理是一样的，故球的半径

例2在长、宽、高分别为2，2，4的长方体内有一个半径为1的球，任意摆动此长方体，则球经过的空间部分的体积为（）A. B.4π C. D.

1.3球与正棱柱

例3正四棱柱的各顶点都在半径为的球面上，则正四棱柱的侧面积有最值，为.

2球与锥体

规则的锥体，如正四面体、正棱锥、特殊的一些棱锥等能够和球进行充分的组合，以外接和内切两种形态进行结合，通过球的半径和棱锥的棱和高产生联系，然后考查几何体的体积或者表面积等相关问题.

2.1球与正四面体解得：

这个解法是通过利用两心合一的思路，建立含有两个球的半径的等量关系进行求解.同时我们可以发现，球心为正四面体高的四等分点.如果我们牢记这些数量关系，可为解题带来极大的方便.

例4将半径都为１的四个钢球完全装入形状为正四面体的容器里，这个正四面体的高的最

小值为（）

A.B.2+C.4+D.

球的外切正四面体，这个小球球心与外切正四面体的中心重合，而正四面体的中心到顶点的距离是中心到地面距离的3倍.]

2.2球与三条侧棱互相垂直的三棱锥

球与三条侧棱互相垂直的三棱锥组合问题，主要是体现在球为三棱锥的外接球.解决的基本方法是补形例5在正三棱锥中，分别是棱的中点，且,若侧棱,则正

2.3球与正棱锥

球与正棱锥的组合，常见的有两类，一是球为三棱锥的外接球，此时三棱锥的各个顶点在球面上，根据截面图的特点，可以构造直角三角形进行求解.二是球为正棱锥的内切球，例如正三棱锥的内切球，球与正三棱锥四个面相切，球心到四个面的距离相等，都为球半径．这样求球的半径可转化为球球心到三棱锥面的距离，故可采用等体积法解决，即四个小三棱锥的体积和为正三棱锥的体积.

例6在三棱锥P－ABC中，PA＝PB=PC=,侧棱PA与底面ABC所成的角为60°，则该三棱锥外接球的体积为（）

A．　B.　C.4　D.

接球的球心,则.

例7矩形中，沿将矩形折成一个直二面角,则四面体的外接球的体积是（）

A.B.C.D.

3球与球

对个多个小球结合在一起，组合成复杂的几何体问题，要求有丰富的空间想象能力，解决本类问题需掌握恰当的处理手段，如准确确定各个小球的球心的位置关系，或者巧借截面图等方法，将空间问题转化平面问题求解.

4球与几何体的各条棱相切

球与几何体的各条棱相切问题，关键要抓住棱与球相切的几何性质，达到明确球心的位

置为目的，然后通过构造直角三角形进行转换和求解.如与正四面体各棱都相切的球的半径为相对棱的一半：

.

例8把一个皮球放入如图10所示的由8根长均为20cm的铁丝接成的四

综合上面的四种类型，解决与球的外切问题主要是指球外切多面体与旋转体，解答时首先要找准切点，通过作截面来解决.如果外切的是多面体，则作截面时主要抓住多面体过球心的对角面来作；把一个多面体的几个顶点放在球面上即为球的内接问题．解决这类问题的关键是抓住内接的特点，即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径．发挥好空间想象力，借助于数形结合进行转化，问题即可得解．如果是一些特殊的几何体，如正方体、正四面体等可以借助结论直接求解,此时结论的记忆必须准确.

1.一个正三棱锥的四个顶点都在半径为1的球面上，其中底面的三个顶点在该球的一个大圆上，则该正三棱锥的体积是（）

A．B．C．D．答案　B

2.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。

解:

在中,,可得,由正弦定理,可得外接圆半径r=2,设此圆圆心为，球心为，在中，易得球半径，故此球的表为.

3．正三棱柱内接于半径为的球，若两点的球面距离为，则正三棱柱的体积为　　．答案8

4.表面积为的正八面体的各个顶点都在同一个球面上，则此球的体积为

A．B．C．D．答案A

【解析】此正八面体是每个面的边长均为的正三角形，所以由知，

，则此球的直径为，故选A。

5.已知正方体外接球的体积是，那么正方体的棱长等于（）

A.2B.C.D.答案D

6.正方体的内切球与其外接球的体积之比为（）

A.1∶B.1∶3C.1∶3D.1∶9答案C

7.一个六棱柱的底面是正六边形，其侧棱垂直底面．已知该六棱柱的顶点都在同一个球面上，且该六棱柱的体积为，底面周长为3，则这个球的体积为　　　　　　．答案

8.一个长方体的各顶点均在同一球的球面上，且一个顶点上的三条棱的长分别为1，2，3，则此球的表面积为　　　　．答案

9.（一个正四棱柱的各个顶点在一个直径为2cm的球面上。

如果正四棱柱的底面边长为1cm，那么该棱柱的表面积为cm2.答案

10.如图，半径为2的半球内有一内接正六棱锥，则此正六棱锥的侧面积是________．

A

B

C

P

D

E

F

答案

11.棱长为2的正四面体的四个顶点都在同一个

球面上，若过该球球心的一个截面如图，则图中

三角形（正四面体的截面）的面积是.

答案

12.一个几何体的三视图如右图所示，则该几何体外接球的表面积为 （）

A． B．

C． D．以上都不对 答案C

13.设正方体的棱长为，则它的外接球的表面积为（）

A．B．2πC．4π D．答案C

1．已知三棱锥的所有顶点都在球的求面上,是边长为的正三角形,为球的直径,且;则此棱锥的体积为 （　　）

A． B． C． D．

25已知点P,A,B,C,D是球O表面上的点,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是边长为2正方形.若PA=2,则△OAB的面积为______________.

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