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常见几何体外接球半径算法

2021-10-20雒福东

天府数学 2021年2期

雒福东

类型一:墙角模型(三条棱分别垂直,不找球心的位置即可求出半径)

方法:找三条两两垂直的线段,直接利用公式a2+b2+c2=(2r)2,求出r

类型二:垂直模型(一条直线垂直于一个平面)

题设:如图6,7,8,P的射影是△ABC的外心三棱锥P-ABC三条侧棱相等三棱锥P-ABC的底面△ABC在圆锥的底上,顶点P也是圆锥的顶点

解题步骤:

第一步:确定球心O的位置,取△ABC的外心O1,则P,O,O1三点共线

第二步:先算出小圆O1的半径AO1=r,再算出棱锥的高PO1=h(也是圆锥的高)

第三步:勾股定理:解出R

类型三:切瓜模型(二个平面互相垂直)

方法:

1.题设:如图9-1,平面PAC⊥平面ABC,且AB⊥BC(即AC为小圆直径)

第一步:易知球心O必是△PAC的外心,即△PAC的外接圆是大圆,先求出小圆的直径AC=2r;

第二步:在△PAC中,可根据正弦定理,求出R

2.题设:如图9-2,平面PAC⊥平面ABC,且AB⊥BC(即AC为小圆直径)

3.题设:如图9-3,平面PAC⊥平面ABC,且AB⊥BC(即AC为小圆直径),且P的射影是△ABC的外心三棱锥P-ABC的三条侧棱相等三棱锥P-ABC的底面△ABC在圆锥的底上,顶点P点也是圆锥的顶点

第一步:确定球心O的位置,取△ABC的外心O1,则P,O,O1三点共线

第二步:先算出小圆O1的半径AO1=r,再算出棱锥的高PO1=h(也是圆锥的高)

第三步:勾股定理:解出R

4.题设:如图9-3,平面PAC⊥平面ABC,且AB⊥BC(即AC为小圆直径),PA⊥AC,则利用勾股定理求三棱锥的外接球半径:

①

②

类型四:汉堡模型(直棱柱的外接球,圆柱的外接球)

方法:

题设:如图10-1,10-2,10-3,直棱柱内接于球(同时直棱柱内接于圆柱,圆柱的上下底面可以是任意三角形)

第一步:确定球心O的位置,O1是△ABC的外心,则OO1⊥平面ABC

第二步:算出小圆O1的半径AO1=r,(AA1=h是圆柱的高)

第三步:勾股定理:,解出R

类型五:折叠模型(二……

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