確定各類球的球心(確定球心的方法)

球與其他幾何體的切接問題,是近幾年高考的熱點,這種題目幾乎在各省高考試題中都有涉及,主要考查空間想象能力和邏輯思維能力.

“切”“接”問題的處理規律

(1)“切”的處理

解決與球有關的內切問題主要是指球內切多面體與旋轉體,解答時首先要找準切點,通過作截面來解決.如果內切的是多面體,則作截面時主要抓住多面體過球心的對角面來作.

(2)“接”的處理

把一個多面體的幾個頂點放在球面上即為球的外接問題.解決這類問題的關鍵是抓住外接的特點,即球心到多面體的頂點的距離等于球的半徑.

下面就近幾年高考題對球與其他幾何體的切接作深入的探究,從而使學生掌握高考命題的趨勢和高考的出題思路.

1.由球的定義確定球心

若一個多面體的各頂點都在一個球的球面上,則稱這個多面體是這個球的內接多面體,這個球是這個多面體的外接球.也就是說如果一個定點到一個簡單多面體的所有頂點的距離都相等,那么這個定點就是該簡單多面體外接球的球心.

長方體正方體的外接球的球心是其體對角線的中點;

②正三棱柱的外接球的球心是上、下底面中心連線的中點;

③直三棱柱的外接球的球心是上、下底面三角形外心連線的中點;

④正棱錐的外接球的球心在其高上,具體位置可通過建立直角三角形運用勾股定理計算得到;

⑤若棱錐的頂點可構成共斜邊的直角三角形,則公共斜邊的中點就是其外接球的球心.

確定各類球的球心(確定球心的方法)

2.構造長方體或正方體確定球心

①正四面體、三條側棱兩兩垂直的正三棱錐、四個面都是直角三角形的三棱錐,可將三棱錐補成長方體或正方體;

②同一個頂點上的三條棱兩兩垂直的四面體、相對的棱相等的三棱錐,可將三棱錐補成長方體或正方體;

③若已知棱錐含有線面垂直關系,則可將棱錐補成長方體或正方體;

④若三棱錐的三個側面兩兩垂直,則可將三棱錐補成長方體或正方體.

確定各類球的球心(確定球心的方法)

3.由球的性質確定球心

確定各類球的球心(確定球心的方法)

本題運用公式 R ^2=r^2+d^2 (r 為三棱錐底面外接圓的半徑,R 為三棱錐外接球的半徑,d 為球心到三棱錐底面中心的距離)求球的半徑,該公式是求球的半徑的常用公式.本題的思路是探求正棱錐外接球半徑的通法,該方法的實質是通過尋找外接球的一個軸截面,把立體幾何問題轉化為平面幾何問題來研究.

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