
決定球的幾何要素是球心的位置和球的半徑,在球與其他幾何體的結(jié)合問題中,通過位置關(guān)系的分析,找出球心所在的位置是解題的關(guān)鍵,不妨稱這個(gè)方法為球心位置分析法.
方法一 由球的定義確定球心
若一個(gè)多面體的各頂點(diǎn)都在一個(gè)球的球面上,則稱這個(gè)多面體是這個(gè)球的內(nèi)接多面體,這個(gè)球是這個(gè)多面體的外接球.也就是說如果一個(gè)定點(diǎn)到一個(gè)簡(jiǎn)單多面體的所有頂點(diǎn)的距離都相等,那么這個(gè)定點(diǎn)就是該簡(jiǎn)單多面體外接球的球心.
(1)長(zhǎng)方體或正方體的外接球的球心是其體對(duì)角線的中點(diǎn);
(2)正三棱柱的外接球的球心是上、下底面中心連線的中點(diǎn);
(3)直三棱柱的外接球的球心是上、下底面三角形外心連線的中點(diǎn);
(4)正棱錐的外接球球心在其高上,具體位置可通過建立直角三角形運(yùn)用勾股定理計(jì)算得到;
(5)若棱錐的頂點(diǎn)可構(gòu)成共斜邊的直角三角形,則公共斜邊的中點(diǎn)就是其外接球的球心.
已知各頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上的正四棱柱的高為4,體積為16,則這個(gè)球的表面積是( )
A.16π B.20π
C.24π D.32π
【解析】 已知各頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上的正四棱柱的高為4,體積為16,可求得底面邊長(zhǎng)為2,故球的直徑為eq \r(22+22+42)=2eq \r(6),則半徑為eq \r(6),故球的表面積為24π,故選C.
【答案】 C
方法二 構(gòu)造長(zhǎng)方體或正方體確定球心
(1)正四面體、三條側(cè)棱兩兩垂直的正三棱錐、四個(gè)面都是直角三角形的三棱錐,可將三棱錐補(bǔ)形成長(zhǎng)方體或正方體;
(2)同一個(gè)頂點(diǎn)上的三條棱兩兩垂直的四面體、相對(duì)的棱相等的三棱錐,可將三棱錐補(bǔ)形成長(zhǎng)方體或正方體;
(3)若已知棱錐含有線面垂直關(guān)系,則可將棱錐補(bǔ)形成長(zhǎng)方體或正方體;
(4)若三棱錐的三個(gè)側(cè)面兩兩垂直,則可將三棱錐補(bǔ)形成長(zhǎng)方體或正方體.
如圖,邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是邊AB,BC的中點(diǎn),將△AED,△EBF,△FCD分別沿DE,EF,F(xiàn)D折起,使A,B,C三點(diǎn)重合于點(diǎn)A′,若四面體A′EFD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)球面上,則該球的半徑為( )
A.eq \r(2) B.eq \f(\r(6),2)
C.eq \f(\r(11),2) D.eq \f(\r(5),2)
【解析】 易知四面體A′EFD的三條側(cè)棱A′E,A′F,A′D兩兩垂直,且A′E=1,A′F=1,A′D=2,把四面體A′EFD補(bǔ)成從頂點(diǎn)A′出發(fā)的三條棱長(zhǎng)分別為1,1,2的一個(gè)長(zhǎng)方體,則長(zhǎng)方體的外接球即為四面體A′EFD的外接球,球的半徑為r=eq \f(1,2) eq \r(12+12+22)=eq \f(\r(6),2).故選B.
【答案】 B
方法三 由性質(zhì)確定球心
利用球心O與截面圓圓心O′的連線垂直于截面圓及球心O與弦中點(diǎn)的連線垂直于弦的性質(zhì),確定球心.
正三棱錐A-BCD內(nèi)接于球O,且底面邊長(zhǎng)為eq \r(3),側(cè)棱長(zhǎng)為2,則球O的表面積為________.
【解析】 如圖,M為底面△BCD的中心,易知AM⊥MD,DM=1,AM=eq \r(3).在Rt△DOM中,OD2=OM2+MD2,即OD2=(eq \r(3)-OD)2+1,解得OD=eq \f(2\r(3),3),故球O的表面積為4π×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2\r(3),3)))eq \s\up12(2)=eq \f(16,3)π.
【答案】 eq \f(16,3)π
這是一份新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第5章閱讀與欣賞(四)三角函數(shù)中ω值的求法(含解析),共3頁。學(xué)案主要包含了利用三角函數(shù)的周期T求解,利用三角函數(shù)的對(duì)稱性求解,利用三角函數(shù)的最值求解等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第4章閱讀與欣賞(三)構(gòu)造法解決抽象函數(shù)問題(含解析),共4頁。
這是一份新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第3章閱讀與欣賞(二)數(shù)學(xué)抽象——活用函數(shù)性質(zhì)中“三個(gè)二級(jí)”結(jié)論(含解析),共2頁。學(xué)案主要包含了奇函數(shù)的最值性質(zhì),抽象函數(shù)的周期性,抽象函數(shù)的對(duì)稱性等內(nèi)容,歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功