八个有趣模型搞定外接球内切球问题学生版.doc
word八个有趣模型搞定空间几何体的外接球与内切球类型一、墙角模型三条线两个垂直，不找球心的位置即可求出球半径方法：找三条两两垂直的线段，直接用公式，即，求出例1 1各顶点都在同一球面上的正四棱柱的高为，体积为，如此这个球的外表积是 A B C D2假如三棱锥的三个侧面两垂直，且侧棱长均为，如此其外接球的外表积是3在正三棱锥中，分别是棱的中点，且,假如侧棱,如此正三棱锥外接球的外表积是4在四面体中，如此该四面体的外接球的外表积为 5如果三棱锥的三个侧面两两垂直，它们的面积分别为、，那么它的外接球的外表积是6某几何体的三视图如下列图，三视图是腰长为的等腰直角三角形和边长为的正方形，如此该几何体外接球的体积为类型二、垂面模型一条直线垂直于一个平面1题设：如图5，平面解题步骤：第一步：将画在小圆面上，为小圆直径的一个端点，作小圆的直 径，连接，如此必过球心；第二步：为的外心，所以平面，算出小圆的半径三角形的外接圆直径算法：利用正弦定理，得，；第三步：利用勾股定理求三棱锥的外接球半径：；2题设：如图6，7，8，的射影是的外心三棱锥的三条侧棱相等三棱锥的底面在圆锥的底上，顶点点也是圆锥的顶点解题步骤：第一步：确定球心的位置，取的外心，如此三点共线；第二步：先算出小圆的半径，再算出棱锥的高也是圆锥的高；第三步：勾股定理：，解出方法二：小圆直径参与构造大圆。例2 一个几何体的三视图如右图所示，如此该几何体外接球的外表积为( )CABC D以上都不对类型三、切瓜模型两个平面互相垂直1题设：如图9-1，平面平面，且即为小圆的直径第一步：易知球心必是的外心，即的外接圆是大圆，先求出小圆的直径；第二步：在中，可根据正弦定理，求出2如图9-2，平面平面，且即为小圆的直径3如图9-3，平面平面，且即为小圆的直径，且的射影是的外心三棱锥的三条侧棱相等三棱的底面在圆锥的底上，顶点点也是圆锥的顶点解题步骤：第一步：确定球心的位置，取的外心，如此三点共线；第二步：先算出小圆的半径，再算出棱锥的高也是圆锥的高；第三步：勾股定理：，解出4如图9-3，平面平面，且即为小圆的直径，且，如此利用勾股定理求三棱锥的外接球半径：；例3 1正四棱锥的顶点都在同一球面上，假如该棱锥的高为1，底面边长为，如此该球的外表积为。2正四棱锥的底面边长和各侧棱长都为，各顶点都在同一个球面上，如此此球的体积为3在三棱锥中，,侧棱与底面所成的角为，如此该三棱锥外接球的体积为 A B. C. 4 D.4三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，如此此棱锥的体积为AAB CD类型四、汉堡模型直棱柱的外接球、圆柱的外接球题设：如图10-1，图10-2，图10-3,直三棱柱内接于球同时直棱柱也内接于圆柱，棱柱的上下底面可以是任意三角形第一步：确定球心的位置，是的外心，如此平面；第二步：算出小圆的半径，也是圆柱的高；第三步：勾股定理：，解出例4 1一个正六棱柱的底面上正六边形，其侧棱垂直于底面，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，如此这个球的体积为2直三棱柱的各顶点都在同一球面上，假如,，如此此球的外表积等于。3所在的平面与矩形所在的平面互相垂直，如此多面体的外接球的外表积为。4在直三棱柱中，如此直三棱柱的外接球的外表积为类型五、折叠模型题设：两个全等三角形或等腰三角形拼在一起，或菱形折叠(如图11)第一步：先画出如下列图的图形，将画在小圆上，找出和的外心和；第二步：过和分别作平面和平面的垂线，两垂线的交点即为球心，连接；第三步：解，算出，在中，勾股定理：例5三棱锥中，平面平面，和均为边长为的正三角形，如此三棱锥外接球的半径为.类型六、对棱相等模型补形为长方体题设：三棱锥即四面体中，三组对棱分别相等，求外接球半径，第一步：画出一个长方体，标出三组互为异面直线的对棱；第二步：设出长方体的长宽高分别为，列方程组，补充：第三步：根据墙角模型，求出，例如，正四面体的外接球半径可用此法。例61棱长为的正四面体的四个顶点都在同一个球面上，假如过该球球心的一个截面如图，如此图中三角形(正四面体的截面)的面积是. 2一个正三棱锥的四个顶点都在半径为的球面上，其中底面的三个顶点在该球的一个大圆上，如此该正三棱锥的体积是 A B C D3在三棱锥中，如此三棱锥外接球的外表积为。4如下列图三棱锥，其中如此该三棱锥外接球的外表积为. 5正四面体的各条棱长都为，如此该正面体外接球的体积为类型七、两直角三角形拼接在一起(斜边一样,也可看作矩形沿对角线折起所得三棱锥)模型题设：，求三棱锥外接球半径分析：取公共的斜边的中点，连接，如此，为三棱锥外接球球心，然后在中求出半径，当看作矩形沿对角线折起所得三棱锥时与折起成的二面角大小无关，只要不是平角球半径都为定值。例71在矩形中，沿将矩形折成一个直二面角，如此四面体的外接球的体积为 A B C D2在矩形中，沿将矩形折叠，连接，所得三棱锥的外接球的外表积为类型八、锥体的内切球问题1题设：如图14，三棱锥上正三棱锥，求其外接球的半径。第一步：先现出内切球的截面图，分别是两个三角形的外心；第二步：求，是侧面的高；第三步：由相似于，建立等式：，解出2题设：如图15，四棱锥上正四棱锥，求其外接球的半径第一步：先现出内切球的截面图，三点共线；第二步：求，是侧面的高；第三步：由相似于，建立等式：，解出3题设：三棱锥是任意三棱锥，求其的内切球半径方法：等体积法，即内切球球心与四个面构成的四个三棱锥的体积之和相等第一步：先画出四个外表的面积和整个锥体体积；第二步：设内切球的半径为，建立等式：第三步：解出习题：1假如三棱锥的三条侧棱两两垂直，且，如此该三棱锥的外接球半径为A.B.C.D.2 三棱锥中，侧棱平面，底面是边长为的正三角形，如此该三棱锥的外接球体积等于3正三棱锥中，底面是边长为的正三角形，侧棱长为，如此该三棱锥的外接球体积等于.4三棱锥中，平面平面，边长为的正三角形，如此三棱锥外接球的半径为.5 三棱锥中，平面平面，如此三棱锥外接球的半径为.6 三棱锥中，平面平面，如此三棱锥外接球的半径为.14 / 14
