高中立体几何中多面体外接球的多维理论
2021-11-19钟景明
天府数学 2021年3期
关键词:方法
钟景明


摘 要:立体几何是高中数学中的重要内容,而外接球问题不仅涉及到了球本身的性质,而且侧重考查学生对于内部几何体的结构与性质的理解与掌握,有力地考查了学生的学科素养.因此,近年来,该问题常常受到全国卷与省地区的命题者的青睐.针对该类问题的复杂性,笔者将从理论与题型这两個方面重点研究,提出一套完整的理论与相关的方法,促使理论与实践、经验与手段、题型与解法均可相互融合与促进,以达到教与学、学与用均可相得益彰.
关键词:多面体;外接球;多维理论;方法
研究高中立体几何,自然离不开平面几何的相关概念.平面多边形的外接圆,顾名思义,就是指“与多边形各顶点都相交的圆”。对于一个多边形,若其外接圆存在,则就只有一个,其圆心与半径是确定的,而外接圆的圆心自然到每个顶点的距离均相等。据此,我们对于立体几何中,外接球的定义就非常明朗。
一、立体几何中外接球的定义
定义 若一个多面体的各顶点都在一个球的球面上,则称这个多面体是这个球的内接多面体,这个球是这个多面体的外接球。
显然,要解决外接球的问题关键是抓住外接的特点,即球心到多面体的各顶点的距离均等于球的半径。
二、外接球问题的多维理论
解决外接球问题,关键需要借助以下的相关结论:
结论一:数轴上,到两点A、B的距离相等的点就是线段AB的中点。
结论二:平面内,到两点A、B的距离相等的点的轨迹就是线段AB的垂直平分线(过AB的中点),简称为中垂线。……
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