小數老師說 今天小數老師給大家總結了一些常見的外接球與內切球的問題,請同學們好好研究一下,難度不大,有一些規(guī)律要注意!另外,小數老師答應用嘟嘟星xi給的題目做例題的,但是小數老師用幾何畫板的能力還需要加強,所以,時間有限,沒有整理出來!等節(jié)后,小數老師一定再分析一下那幾道例題!
簡單多面體外接球問題是立體幾何中的難點和重要的考點,此類問題實質是解決球的半徑尺或確定球心0的位置問題,其中球心的確定是關鍵.
(一) 由球的定義確定球心
在空間,如果一個定點與一個簡單多面體的所有頂點的距離都相等,那么這個定點就是該簡單多面體的外接球的球心.
由上述性質,可以得到確定簡單多面體外接球的球心的如下結論.
結論1:正方體或長方體的外接球的球心其體對角線的中點.
結論2:正棱柱的外接球的球心是上下底面中心的連線的中點.
結論3:直三棱柱的外接球的球心是上下底面三角形外心的連線的中點.
結論4:正棱錐的外接球的球心在其高上,具體位置可通過計算找到.
結論5:若棱錐的頂點可構成共斜邊的直角三角形,則公共斜邊的中點就是其外接球的球心.
(二)構造正方體或長方體確定球心
長方體或正方體的外接球的球心是在其體對角線的中點處.以下是常見的、基本的幾何體補成正方體或長方體的途徑與方法.
途徑1:正四面體、三條側棱兩兩垂直的正三棱錐、四個面都是是直角三角形的三棱錐都分別可構造正方體.
途徑2:同一個頂點上的三條棱兩兩垂直的四面體、相對的棱相等的三棱錐都分別可構造長方體和正方體.
途徑3:若已知棱錐含有線面垂直關系,則可將棱錐補成長方體或正方體.
途徑4:若三棱錐的三個側面兩兩垂直,則可將三棱錐補成長方體或正方體.
(三) 由性質確定球心
利用球心O與截面圓圓心O1的連線垂直于截面圓及球心O與弦中點的連線垂直于弦的性質,確定球心.
若一個多面體的各面都與一個球的球面相切, 則稱這個多面體是這個球的外切多面體,這個球是這個多面體的內切球。
1、內切球球心到多面體各面的距離均相等,外接球球心到多面體各頂點的距離均相等。
2、正多面體的內切球和外接球的球心重合。
3、正棱錐的內切球和外接球球心都在高線上,但不重合。
4、基本方法:構造三角形利用相似比和勾股定理。
5、體積分割是求內切球半徑的通用做法。
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