三棱锥外接球半径求法归纳

发表时间:2020/12/30   来源:《继续教育》2020年第5期   作者:陈晓媛 指导老师:赖玉枝
[导读] 对于简单多面体外接球的考查是近几年高考热点,其中又以对三棱锥外接球的考查居多
        陈晓媛   指导老师:赖玉枝
        福建省德化第一中学
        对于简单多面体外接球的考查是近几年高考热点,其中又以对三棱锥外接球的考查居多,在学习了特殊三棱锥外接球半径的求法之后,我们应该进一步学习并归纳普通三棱锥外接球半径如何求解的问题,达到做一题知一类的目的。
        对于特殊的三棱锥,我们可以通过补形的方法求其外接球的半径,比如正四面体
        我们曾经归纳过正四面体如图(1)外接球半径的求法,
设正四面体的棱长为a,则可把该四面体补形成正方体(如图2),显然外接球直径为正方体对角线长,且正方体面对角线长为a,易得R=√6/4a。

        解跟球有关的问题,关键是寻找球心的位置,那么球心的位置有什么特殊性?
        关键点是满足到各顶点距离相等!
        可以先寻找底面三角形的外心,过底面外心作底面垂线,因为垂线上任意一点到底面各顶点距离相等,所以外接球球心必在该垂线上.

        我们还学过两个结论.
        三条侧棱互相垂直的三棱锥的外接球:
        ①如果三棱锥的三条侧棱互相垂直并且相等,则可以补形为一个正方体,正方体的外接球的球心就是三棱锥的外接球的球心.即三棱锥A1-AB1D1的外接球的球心和正方体ABCD-A1B1C1D1的外接球的球心重合.如图,设AA1=a,则R=√3/2a.

        ②如果三棱锥的三条侧棱互相垂直但不相等,则可以补形为一个长方体,长方体的外接球的球心就是三棱锥的外接球的球心.R2=a2+b2+c2/4=l2/4(l为长方体的体对角线长).(简称补形法)
        也可以用轴截面法找到球心
   
        
以下是两题高考题原题,我们利用归纳的方法很快能够解决:


        这两题关键点是根据题意先找出几何体的线面,面面的垂直关系,然后作出比较直观的图形,不难发现仍然可以用轴截面找球心的方法完成.我们对问题的解决和方法的生成都是一步一步完成的,对本节的主要方法补形法和轴截面法能很好的总结并加以应用.
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