立體幾何——球的切、接問題剖析

球的切、接問題剖析

立體幾何——球的切、接問題剖析

立體幾何——球的切、接問題剖析


模型1


“心有所依”模型

立體幾何——球的切、接問題剖析

心有所依模型適用圓錐、側稜相等的稜錐等幾何體,可得球心必在圓錐的高所在的直線上,或者在稜錐一個底面的高所在直線上,由此可把相關信息轉嫁到某一個直角三角形內,利用勾股定理求解.


立體幾何——球的切、接問題剖析


立體幾何——球的切、接問題剖析


模型2

立體幾何——球的切、接問題剖析

漢堡模型

對於直稜柱,應用數學建模的素養,結合球與直稜柱的有關性質,建立“漢堡”模型,上下底面外接圓的圓心連線的中點即為球心,球心到各個頂點的距離都等於球的半徑


模型3


牆角模型

立體幾何——球的切、接問題剖析

具有三條稜兩兩垂直或三個平面兩兩垂直的特徵,應用數學建模素養,構建“兩兩垂直垂直”模型,亦即“牆角”模型,如圖所示,將三稜錐放入伴隨長方體中,將稜錐的外接球轉化為長方體的外接球,不用找出球心的具體位置,這是處理此類問題的簡捷的途徑.


立體幾何——球的切、接問題剖析


立體幾何——球的切、接問題剖析


模型4

立體幾何——球的切、接問題剖析

由三視圖還原幾何體

有兩個表面具有面面垂直的特徵,屬於“面面垂直”模型,此類問題的解決關鍵在於仔細觀察、分析,弄清相關元素的幾何關係和數量關係,選準最佳角度作出截面,使這個截面儘可能多地包含球、幾何體的各種元素以及體現這些元素之間的關係,達到空間問題平面化的目的


模型5


座標法的妙用

立體幾何——球的切、接問題剖析

用座標法求解,要善於藉助於長方體.將幾何體納入長方體後,各個頂點的座標容易求出,設出球心座標,利用球心到球面上各頂點的距離都等於半徑,求解球心座標,進而求解問題.


立體幾何——球的切、接問題剖析


立體幾何——球的切、接問題剖析


模型6

立體幾何——球的切、接問題剖析

多面體的內切球

由於“球”是“圓”在空間概念上的延伸,所以研究球的性質時,應注意與圓的性質類比.球的軸截面是大圓,它幾乎含有球的全部元素,所以有關球的計算,往可以作出球的一個大圓,化“球”為“圓”來解決問題,把空間問題轉化為平面問題


立體幾何——球的切、接問題剖析

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立體幾何——球的切、接問題剖析

立體幾何——球的切、接問題剖析

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立體幾何——球的切、接問題剖析

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立體幾何——球的切、接問題剖析

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