李金山
若一個(gè)幾何體的所有頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,則稱這個(gè)球是這個(gè)幾何體的外接球,這個(gè)球的半徑為幾何體的外接球的半徑.求幾何體外接球的半徑問(wèn)題側(cè)重于考查簡(jiǎn)單幾何體的特征以及球的定義,對(duì)同學(xué)們的空間想象和觀察能力有較高的要求.接下來(lái),結(jié)合幾個(gè)例題,詳細(xì)介紹一下求幾何體外接球半徑的兩種措施.
一、利用轉(zhuǎn)化法
在求幾何體外接球的半徑時(shí),我們經(jīng)常要用到轉(zhuǎn)化法.首先要仔細(xì)觀察幾何體的特征,以確定球心的位置;然后過(guò)球心和幾何體的一個(gè)頂點(diǎn)作幾何體底面的垂線;再根據(jù)幾何體的特征添加輔助線,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面圖形中的線段問(wèn)題,利用平面幾何中的勾股定理、正余弦定理、相似三角形的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)、圓的定義等來(lái)求得各條線段的長(zhǎng),進(jìn)而求得球的半徑.
一般地,若三棱錐的三條側(cè)棱兩兩垂直,其長(zhǎng)度分別為a、b、c ,就可以將這個(gè)三棱錐補(bǔ)成棱長(zhǎng)分別為a、b、c 的長(zhǎng)方體;若四個(gè)面均為直角三角形,則可以將其補(bǔ)為長(zhǎng)方體;若棱錐的一條側(cè)棱垂直于底面,則可以將其補(bǔ)為直棱柱.
雖然求幾何體外接球的半徑較為復(fù)雜,但是只要仔細(xì)研究幾何體的結(jié)構(gòu)特征,添加合適的輔助線,進(jìn)行合理的割補(bǔ),即可使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,快速求得問(wèn)題的答案.
(作者單位:江蘇省沭陽(yáng)如東中學(xué))