正三棱锥外接球半径求法
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正三棱锥外接球半径求法
今天咱们来唠唠正三棱锥外接球半径的求法。
这可是个很有趣的数学小知识呢!
一、什么是正三棱锥。
正三棱锥呢,就是底面是正三角形,然后从底面的中心向顶点引一条垂线,这个顶点在底面上的射影就是底面正三角形的中心。
它的四个面可都是全等的等腰三角形哦。
这就像一个超级稳定的小金字塔一样,特别神奇。
二、外接球的概念。
那外接球是啥呢?就是这个正三棱锥在一个球里面,这个球刚刚好把正三棱锥给包起来,这个球就叫做正三棱锥的外接球。
就好像给这个正三棱锥穿上了一个圆圆的大外套,这个外套的半径就是我们要找的外接球半径啦。
三、求外接球半径的方法。
1. 补形法。
这是一个很巧妙的方法哦。
咱们可以把正三棱锥补成一个正方体或者是直三棱柱。
比如说补成正方体的时候,正三棱锥的外接球其实就是这个正方体的外接球。
为啥能这么补呢?这就像是把零散的小零件组合成一个大的整体,然后利用这个大整体的性质来求我们想要的东西。
如果正三棱锥的棱长是a,补成正方体后,正方体的棱长设为x,我们可以通过一些几何关系找到它们之间的联系,然后根据正方体的外接球半径公式R = 棱长×√3/2(这里的棱长就是正方体的棱长x),再把x用a表示出来,就能求出正三棱锥外接球的半径啦。
2. 直接法。
这个方法就比较直接啦。
我们要先找到正三棱锥底面三角形的中心O₁,然后连接顶点和这个中心得到一条线,设正三棱锥的高为h,底面正三角形的边长为a。
底面正三角形中心到底面顶点的距离可以根据正三角形的性质求出来,是√3a/3。
然后我们设外接球的球心为O,球心O可能在正三棱锥的内部或者外部。
根据勾股定理,在
直角三角形OO₁A(A是底面三角形的一个顶点)中,OA就是外接球的半径R,我们可以得到一个等式:R²=(h - R)²+(√3a/3)²(当球心在正三棱锥内部的时候)或者R²=(R - h)²+(√3a/3)²(当球心在正三棱锥外部的时候),然后解这个方程就可以求出外接球的半径R啦。
四、一些小技巧和注意事项。
宝子们,在做这种题目的时候呢,一定要把正三棱锥的各个元素之间的关系搞清楚。
比如说棱长、高、底面三角形的边长、中心到底面顶点的距离等等。
还有哦,在画图的时候,要画得准确一点,这样能帮助我们更好地理解题目。
如果是用补形法,一定要找到正确的补形方式,不然就会越做越乱啦。
直接法呢,解方程的时候要细心一点,可别算错了哦。
好啦,宝子们,正三棱锥外接球半径的求法就讲到这里啦,希望大家都能掌握这个有趣的数学知识呢!加油哦!。