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微重点 11 球的切接问题
空间几何体的外接球、内切球是高中数学的重点、难点,也是高考命题的热点,一般是
通过对几何体的割补或寻找几何体外接球的球心求解外接球问题,利用等体积法求内切球半
径等,一般出现在压轴小题位置.
考点一 空间几何体的外接球
例1 (1)(2022·保定模拟)已知三棱锥P-ABC,其中PA⊥平面ABC,∠BAC=120°,PA=
AB=AC=2,则该三棱锥外接球的表面积为( )
A.12π B.16π C.20π D.24π
(2)(2022·宝鸡模拟)两个边长为2的正三角形△ABC与△ABD,沿公共边AB折叠成60°的二
面角,若点A,B,C,D在同一球O的球面上,则球O的表面积为( )
A. B.
C. D.
规律方法 求解空间几何体的外接球问题的策略
(1)定球心:球心到接点的距离相等且为半径;
(2)作截面:选准最佳角度作出截面(要使这个截面尽可能多的包含球、几何体的各种元素以
及体现这些元素的关系),达到空间问题平面化的目的;
(3)求半径下结论:根据作出截面中的几何元素,建立关于球的半径的方程,并求解.
跟踪演练1 (1)已知四面体ABCD中,AB=CD=2,AC=BD=,AD=BC=,则四面体
ABCD的外接球的表面积为________.
(2)(2022·临川模拟)已知在四棱锥 P-ABCD中,底面ABCD为边长是4的正方形,侧面
PAB⊥底面ABCD,且△PAB为等边三角形,则该四棱锥P-ABCD的外接球的表面积为(
)
A. B.
C.64π D.16π
考点二 空间几何体的内切球
例2 (1)(2022·酒泉模拟)在三棱锥A-BCD中,AB⊥平面BCD,BC⊥CD,且AB=CD=
4,BC=3,则该三棱锥内切球的体积为( )
A. B. C. D.(2)(2022·湖北多校联考)已知在△ABC中,AB=4,BC=3,AC=5,以AC为轴旋转一周得
到一个旋转体,则该旋转体的内切球的表面积为( )
A. B.
C. D.
规律方法 空间几何题的内切球问题,一是找球心,球心到切点的距离相等且为球的半径,
作出截面,在截面中求半径;二是利用等体积法直接求内切球的半径.
跟踪演练2 (1)在封闭的直三棱柱ABC-ABC 内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,AB=
1 1 1
6,BC=8,AA=6,则V的最大值是( )
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A.16π B. C.36π D.
(2)(2022·西安模拟)六氟化硫,化学式为SF ,在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃
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的稳定气体,有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途.六氟化硫的分子结构为正八
面体结构(正八面体是每个面都是正三角形的八面体),如图所示.若此正八面体的棱长为
2,则它的内切球的表面积为( )
A. B.
C. D.