最近上課中發現學生對球的内切與外接問題頗感頭疼,其實,不用畫出球體,隻要找到球心和半徑,或者畫出球的正截面,轉化為平面幾何問題即可。下面給出幾個辦法,希望對困于空間想象能力而卡在此問題的同學以幫助。
一、球的内接正方體或長方體
正方體、長方體的對角面内接于球的大圓,因而他們的體對角線等于2R
例1. 長方體一個頂點上的三條棱分别是3、4、5,且它的8個頂點都在同一球面上,則這個球的表面積是多少?
二、球的内接正棱錐
正棱錐的高通過球心
例2. 在球面上有4個點P、A、B、C,如果PA、PB、PC兩兩相互垂直且PA=PB=PC=a,那這個球面的面積為?
三、球内切于旋轉體
旋轉體軸截面過球心,即球大圓為旋轉體的軸截面的内切圓
例3. 圓台外切于球,且圓台的側面積和球的表面積之比為4:3,則圓台與球的體積之比為多少?
四、球内切于正棱柱
底面正多邊形的邊心距就是球的半徑,棱柱的高就是球的直徑
例4. 正三棱柱有一内切球,已知球的半徑為R,則這個三棱柱的體積為多少?
五、球的内接旋轉體
旋轉體的底面圓在球面上,旋轉體的軸截面内接于球的大圓,旋轉軸通過球心
例5. 過圓錐的外接球的球心,作一個與底面圓平行截面,如果截面恰好平分圓錐的側面,(1)求圓錐軸截面的頂角;(2)如果外接球的半徑為1,求圓錐的體積
結語:
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