《球》例题复习精讲
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约3860字。
典型例题1——球的截面
例1 球面上有三点 、 、 组成这个球的一个截面的内接三角形三个顶点,其中 , 、 ,球心到这个截面的距离为球半径的一半,求球的表面积.
分析:求球的表面积的关键是求球的半径,本题的条件涉及球的截面, 是截面的内接三角形,由此可利用三角形求截面圆的半径,球心到截面的距离为球半径的一半,从而可由关系式 求出球半径 .
解:∵ , , ,
∴ , 是以 为斜边的直角三角形.
∴ 的外接圆的半径为 ,即截面圆的半径 ,
又球心到截面的距离为 ,∴ ,得 .
∴球的表面积为 .
说明:涉及到球的截面的问题,总是使用关系式 解题,我们可以通过两个量求第三个量,也可能是抓三个量之间的其它关系,求三个量.
【练习】过球 表面上一点 引三条长度相等的弦 、 、 ,且两两夹角都为 ,若球半径为 ,求弦 的长度.
由条件可抓住 是正四面体, 、 、 、 为球上四点,则球心在正四面体中心,设 ,则截面 与球心的距离 ,过点 、 、 的截面圆半径 ,所以 得 .
典型例题2——球面距离
例2 过球面上两点作球的大圆,可能的个数是( ).
A.有且只有一个 B.一个或无穷多个 C.无数个 D.以上均不正确
分析:对球面上两点及球心这三点的位置关系进行讨论.当三点不共线时,可以作一个大圆;当三点共线时,可作无数个大圆,故选B.
例3 球面上有3个点,其中任意两点的球面距离都等于大圆周长的 ,经过3个点的小圆的周长为 ,求这个球的半径.
分析:利用球的概念性质和球面距离的知识求解.
设球的半径为 ,小圆的半径为 ,则 ,∴ .
如图所示,设三点 、 、 , 为球心, .又∵ ,∴ 是等边三角形,同样, 、 都是等边三角形,得 为等边三角形,边长等于球半径 . 为 的外接圆半径, , .
说明:本题是近年来球这部分所出的最为综合全面的一道题,除了考查常规的与多面体综合外,还考查了球面距离,几乎涵盖了球这部分所有的主要知识点,是一道不可多得的好题.
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