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    2024年高考数学一轮复习(新高考版) 第7章 §7.2 球的切、接问题[培优课]

    千伯自习室

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    3.0分

    共12页 2024-09-07 3知币
    §7.2 球的切、接问题
    球的切、接问题,是历年高考的热点内容,经常以客观题出现.一般围绕球与其他几何
    体的内切、外接命题,考查球的体积与表面积,其关键点是确定球心.
    题型一 定义法
    1 (1)(2023·宣城模拟)在三棱锥 PABC PAABCPA2AB2AC
    4,∠BAC45°,则三棱锥 PABC 外接球的表面积是(  )
    A14π B16π C18π D20π
    答案 D
    解析 BAC 中,∠BAC45°AB2AC4
    由余弦定理可得 BC2AB2AC22AB·ACcos 45°8162×4×2×8
    BC2AB2AC2,所以 BCAB
    PA平面 ABCBC平面 ABC,得 PABC,又 PAABAPAAB平面 PAB
    所以 BC平面 PAB
    所以 BCPB
    所以PBC 为直角三角形,
    PAC 为直角三角形,
    所以 PC 是三棱锥 PABC 外接球直径,设 OPC 的中点,即为球心,
    AC4PA2
    所以 PC===2
    所以外接球半径为,
    所以所求外接球的表面积 S×()220π.
    (2)(2022·高考全国)已知正三台的高为 1,上、下面边长分34,其顶点都在
    同一球面上,则该球的表面积为(  )
    A100π B128π
    C144π D192π
    答案 A
    解析 由题意,得正三棱台上、下底面的外接圆的半径分别为××33××44.
    设该棱台上、下底面的外接圆的圆心分别为 O1O2,连接 O1O2(图略),则 O1O21,其外接
    球的球心 O在直线 O1O2上.
    设球 O半径R,当O在线O1O2上时R232OO42(1OO1)2,解OO1
    4(舍去)
    当球心 O不在线段 O1O2上时,R242OO32(1OO2)2,解得 OO23
    所以 R225
    所以该球的表面积为 R2100π.
    综上,该球的表面积为 100π.
    思维升华 到各个顶点距离均相等的点为外接球的球心,借助有特殊性底面的外接圆圆心,
    找其垂线,则球心一定在垂线上,再根据到其他顶点距离也是半径,列关系式求解即可.
    跟踪训练 1 已知直三棱柱 ABCA1B1C16个顶点都在球 O的球面上,若 AB3AC
    4ABACAA112,则球 O的半径为(  )
    A. B2 C. D3
    答案 C
    解析 由题意作图如图,过球心 O作平面 ABC 的垂线,则垂足为 BC 的中点 M.
    AB3AC4ABAC,∴BC5,又 AMBC=,OMAA16
    O的半径 ROA==.
    题型二 补形法
    2 (1)(2023·大庆模拟)在正方形 ABCD EF分别为线段 AB BC 的中点,连接
    DEDFEF将△ADE,△CDFBEF 别沿 DEDFEF 起,使 ABC点重
    合,得到三棱锥 ODEF,则该三棱锥的外接球半径 R与内切球半径 r的比值为(  )
    A.2 B4 C2 D.
    答案 C
    解析 因为在正方形 ABCD 中,ADAECDCFBEBF
    所以折起后 ODOEOF 两两互相垂直,
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