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内切与外接球与柱体1.1 球与正方体例1棱长为1的正方体ABCDABCD的8个顶点都在球O的表面上,E,F分别是1111棱AA1,DD1的中点,则直线EF被球O截得的线段长为()2C.122A.B.1D.221.2 球与长方体长方体各顶点可在一个球面上, 故长方体存在外切球 .但是不一定存在内切球 .设长方体的棱长为a,b,c,其体对角线为 l.当球为长方体的外接球时,截面图为长方体的对角面和其外接圆,和正方体的外接球的道理是一样的,故球的半径Rla2b2c222.例2在长、宽、高分别为2,2,4的长方体内有一个半径为1的球,任意摆动此长方体,则球经过的空间部分的体积为()10π8π7πA.3B.4πC.3D.31/51.3 球与正棱柱例3正四棱柱ABCDABCD的各顶点都在半径为R的球面上,则正四棱柱的侧面积有1111最值,为.球与锥体规则的锥体,如正四面体、正棱锥、 特殊的一些棱锥等能够和球进行充分的组合, 以外接和内切两种形态进行结合,通过球的半径和棱锥的棱和高产生联系,然后考查几何体的体积或者表面积等相关问题.2.1 球与正四面体2/5Rr2a,R2r2CE=a2,解得:R6a,r6a.233412例4将半径都为1的四个钢球完全装入形状为正四面体的容器里,这个正四面体的高的最小值为 ( )326262643263B.2+C.4+3D.3A.32.2球与三条侧棱互相垂直的三棱锥例5在正三棱锥 S ABC中,M、N分别是棱SC、BC的中点,且 AM MN,若侧棱SA 23,则正三棱锥 S-ABC外接球的表面积是 ______2.3 球与正棱锥球与正棱锥的组合, 常见的有两类,一是球为三棱锥的外接球, 此时三棱锥的各个顶点在球面上,根据截面图的特点,可以构造直角三角形进行求解.二是球为正棱锥的内切球,例如正三棱锥的内切球,球与正三棱锥四个面相切,球心到四个面的距离相等,都为球半径.这样求球的半径可转化为球球心到三棱锥面的距离,故可采用等体积法解决,即四个小三棱锥的体积和为正三棱锥的体积.3/5例6在三棱锥 P-ABC中,PA=PB=PC=3,侧棱PA与底面ABC所成的角为 60°,则该三棱锥外接球的体积为( )4A. B. C. 4 D.3 3接球的球心,则RSC.2例 7 矩形ABCD中,AB 4,BC 3,沿AC将矩形ABCD折成一个直二面角ACD,则四面体ABCD的外接球的体积是()A.125125125125B.9C.D.1263球与球对多个小球结合在一起, 组合成复杂的几何体问题, 要求有丰富的空间想象能力, 解决本类问题需掌握恰当的处理手段, 如准确确定各个小球的球心的位置关系, 或者巧借截面图等方法,将空间问题转化平面问题求解 .例7在半径为 R的球内放入大小相等的 4个小球,则小球半径 r的最大值为( )球与几何体的各条棱相切球与几何体的各条棱相切问题, 关键要抓住棱与球相切的几何性质, 达到明确球心的位置为目的,然后通过构造直角三角形进行转换和求解 .例:与正
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