简单多面体外接球问题总结

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1简单多面体外接球球心的确定一、知识点总结1.由球的定义确定球心⑴长方体或正方体的外接球的球心是其体对角线的中点.⑵正三棱柱的外接球的球心是上下底面中心连线的中点.⑶直三棱柱的外接球的球心是上下底面三角形外心连线的中点.⑷正棱锥的外接球球心在其高上,具体位置可通过建立直角三角形运用勾股定理计算得到.⑸若棱锥的顶点可构成共斜边的直角三角形,则公共斜边的中点就是其外接球的球心.2.构造长方体或正方体确定球心⑴正四面体、三条侧棱两两垂直的正三棱锥、四个面都是直角三角形的三棱锥.⑵同一个顶点上的三条棱两两垂直的四面体、相对的棱相等的三棱锥.⑶若已知棱锥含有线面垂直关系,则可将棱锥补成长方体或正方体.⑷若三棱锥的三个侧面两两垂直,则可将三棱锥补成长方体或正方体.3.由性质确定球心利用球心O与截面圆圆心1O的连线垂直于截面圆及球心O与弦中点的连线垂直于弦的性质,确定球心.二:常见几何体的外接球小结1、设正方体的棱长为a,求(1)内切球半径;(2)外接球半径;(3)与棱相切的球半径。(1)截面图为正方形EFGH的内切圆,得2aR;(2)与正方体各棱相切的球:球与正方体的各棱相切,切点为各棱的中点,如图4作截面图,圆O为正方形EFGH的外接圆,易得aR22。(3)正方体的外接球:正方体的八个顶点都在球面上,如图5,以对角面1AA作截面图得,圆O为矩形CCAA11的外接圆,易得aOAR231。22、正四面体的外接球和内切球的半径(正四面体棱长为a,O也是球心)内切球半径为:612ra外接球半径为:aR46三:常见题型1.已知各顶点都在同一个球面上的正四棱柱的高为4,体积为16,则这个球的表面积是解析:本题是运用“正四棱柱的体对角线的长等于其外接球的直径”这一性质来求解的.补形法2.若三棱锥的三个侧棱两两垂直,且侧棱长均为3,则其外接球的表面积是.解析:一般地,若一个三棱锥的三条侧棱两两垂直,且其长度分别为abc、、,则就可以将这个三棱锥补成一个长方体,于是长方体的体对角线的长就是该三棱锥的外接球的直径.设其外接球的半径为R,则有2222Rabc.图1图2图333.正四棱锥SABCD的底面边长和各侧棱长都为2,点SABCD、、、、都在同一球面上,则此球的体积为.解析:寻求轴截面圆半径法4.在矩形ABCD中,4,3ABBC,沿AC将矩形ABCD折成一个直二面角BACD,则四面体ABCD的外接球的体积为()解析:确定球心位置法四:练习1、已知点P、ABCD、、、是球O表面上的点,PA平面ABCD,四边形ABCD是边长为23的正方形.若26PA,则OAB的面积为多少?2、设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱长都为a,顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为多少?3、三棱锥SABC中,SA平面ABC,2SA,ABC是边长为1的正三角形,则其外接球的表面积为多少?CAODB图4CDABSO1图344、点ABCD、、、在同一个球的球面上,2ABBC,2AC,若四面体ABCD体积的最大值为23,则这个球的表面积为多少?5、四面体的三组对棱分别相等,棱长为5,34,41,求该四面体外接球的体积.6、正四面体ABCD外接球的体积为43,求该四面体的体积.7、若底面边长为2的正四棱锥PABCD的斜高为5,求此正四棱锥外接球的体积.8、一个六棱柱的底面是正六边形,其侧棱垂直于底面,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98,底面周长为3,则这个球的体积为.9、已知球O的面上四点A、B、C、D,DAABC平面,ABBC,DA=AB=BC=3,则球O的体积等于.

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