- 球的体积和表面积
- 共1581题
已知三棱锥O-ABC中,OA=OB=2,OC=4,∠AOB=120°,当△AOC与△BOC的面积之和最大时.则三棱锥O-ABC的外接球的体积为( )
正确答案
解析
解:由题意当△AOC与△BOC的面积之和最大时,CO⊥平面OAB,
OA=OB=2,∠AOB=120°,则AB=2,∴△OAB的外接圆的直径为2R=
=4,
∴三棱锥O-ABC的外接球的直径为=4
,
∴三棱锥O-ABC的外接球的半径为2,
∴三棱锥O-ABC的外接球的体积为=32
故选:D.
在四面体ABCD中,已知∠ADB=∠BDC=∠CDA=60°,AD=BD=3,CD=2,则四面体ABCD的外接球的半径为______,内切球的半径为______.
正确答案
解析
解:设四面体ABCD的外接球球心为O,则O在过△ABD的外心N且垂直于平面ABD的垂线上.
由题设知,△ABD是正三角形,则点N为△ABD的中心.
设P,M分别为AB,CD的中点,则N在DP上,且ON⊥DP,OM⊥CD.
因为∠CDA=∠CDB=∠ADB=60°,设CD与平面ABD所成角为θ,
∴cosθ=,sinθ=
.
在△DMN中,DM=CD=1,DN=
•DP=
.
由余弦定理得MN2=12+()2-2•1•
•
=2,
故MN=.
∴四面体ABCD的外接圆的半径OD==
.
故四面体ABCD的外接球的半径R=.
AC=BC==
,∴CP=
=
,
△CDP中,cos∠CDP=,DP=
,CD=2,∴S△CDP=
=
,
设内切球的半径为r,则由等体积可得×(
×9+2×
+
×
)r=
×
×3,
∴r=.
故答案为:,
.
正三角形ABC的边长为2,将它沿高AD翻折,使二面角B-AD-C的大小为
,则四面体ABCD的外接球的体积为
______.
正确答案
解析
解:根据题意可知三棱锥B-ACD的三条侧棱BD⊥AD、DC⊥DA,
则∠BDC即为二面角B-AD-C的平面角,且为,
则底面BCD是正三角形,
它的外接球就是它扩展为三棱柱的外接球,
求出三棱柱的底面中心连线的中点到顶点的距离,就是球的半径,
而且AD==3,
正三棱柱ABC-A1B1C1的中,底面边长为,
由题意可得:三棱柱上下底面中点连线的中点,到三棱柱顶点的距离相等,说明中心就是外接球的球心,
∴正三棱柱ABC-A1B1C1的外接球的球心为O,外接球的半径为r,
球心到底面的距离为,
底面中心到底面三角形的顶点的距离为:×
×
=1,
∴球的半径为r==
.
四面体ABCD外接球体积为:=
×(
)3=
.
故答案为:.
(2015秋•唐山校级月考)如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8cm,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6cm,如果不计容器的厚度,则球的体积为( )
正确答案
解析
解:设正方体上底面所在平面截球得小圆M,
则圆心M为正方体上底面正方形的中心.如图.
设球的半径为R,根据题意得球心到上底面的距离等于(R-2)cm,而圆M的半径为4,由球的截面圆性质,得R2=(R-2)2+42,
解出R=5,
∴根据球的体积公式,该球的体积V==
cm3.
故选A.
已知△ABC的三个顶点在同一个球面上,∠BAC=60°,AB=1,AC=2,若球心到平面ABC的距离为1,则该球的体积为( )
正确答案
解析
解:在三角形ABC中,∠BAC=60°,AB=1,AC=2,∴BC=
,
则三角形ABC是以AC为斜边的直角三角形,
如图所示:
取AC的中点M,则球面上A、B、C三点所在的圆即为⊙M,连接OM,则OM即为球心到平面ABC的距离,
在Rt△OMB中,OM=1,MA=1,
∴OA=,即球球的半径为
.
所以球的体积为:=
.
故选D.
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