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立体几何中球切接问题的解决策略

2021-09-15汪朝宽

广西教育·B版 2021年4期
关键词:多面体球体立体几何

【摘 要】本文以长方体的外接球(墙角问题,三条棱两两垂直)、直三棱柱的外接球、三棱锥的外接球、多面体得内切球为例,讲解快速找到多面体的外接球、多面体的内切球、与棱相切的球的球心、半径的方法,以及求解球切接的几何问题的方法和规律,旨在帮助学生在高三紧张的备考中,在有限的时间内把球研究透彻,并掌握不同题型的解题策略。

【关键词】立体几何 多面体 球体 球心 半径

在 2010 年新课改之后的这十年高考中,全国卷共有 24 套,其中有 16 套都考到了球,2012 年和 2019 年全国Ⅰ卷还处于压轴题的位置。总体而言,学生对球的学习普遍感到很困难。球很特殊,表面是曲面,每一点到球心的距离都相等。但是空间中的球心太抽象,学生总是想象不到球心在什么位置。尤其多面体的外接球、多面体的内切球、与棱相切的球,学生更无法准确找到球心。在高三紧张的备考中,如何在有限的时间内把球研究透彻,笔者总结出了相应的方法和规律,对不同的题型给出相应的解题思路及策略,希望能有一定的参考价值。

一、球的性质

综上所述,长方体的外接球:体对角线就是直径(2R)2=a2+b2+c2(a,b,c 为长宽高)。直棱柱的外接球:球心在上下底面外心连线的中点,R2=r2+d2(r 为底面多边形外接圆半径,d 为高的一半)。三棱锥的外接球有两种情况,(1)当侧棱垂直底面时补形成直三棱柱,(2)当侧棱不垂直底面时,找两个面的外心,分別过外心作平面的垂线,两垂线的交点即为球心;多面体的内切球,直接用等体积法  来解。

【作者简介】汪朝宽(1984— ),男,广西隆林人,一级教师,研究方向为高考专题化突破。

(责编 李 唐)

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