高中数学 1.3.3球的表面积与体积学案 新人教a版必修2

《高中数学 1.3.3球的表面积与体积学案 新人教a版必修2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、球的表面积与体积1．球的体积和表面积2．等积变换3．轴截面的应用1．（1）将一个气球的半径扩大1倍，它的体积扩大到原来的几倍？（2）一个正方体的顶点都在球面上，它的棱长是acm，求球的体积.（3）一个球的体积是100cm2，试计算它的表面积(取3.14，结果精确到1cm2，可用计算器).参考答案：1．（1）8倍；（2）（3）104.经典习题例1．已知过球面上三点A、B、C的截面到球心的距离等于球半径的一半，且AC=BC=6，AB=4，求球面面积与球的体积．【分析】可以用球的截面性质。即截面小圆的圆心到球心的线段垂直于截面小圆平面．

2、【解析】如图，设球心为O，球半径为R，作OO1⊥平面ABC于O1，由于OA=OB=OC=R，则O1是△ABC的外心．设M是AB的中点，由于AC=BC，则O1∈CM．设O1M=x，易知O1M⊥AB，则O1A=，O1C=CM–O1M=–x又O1A=O1C∴．解得则O1A=O1B=O1C=．在Rt△OO1A中，O1O=，∠OO1A=90°，OA=R，由勾股定理得．解得．故．图4—3—9例2．如图所示棱锥P–ABCD中，底面ABCD是正方形，边长为a，PD=a，PA=PC=，且PD是四棱锥的高．（1）在这个四棱锥中放入一个球，求球的最大半

3、径；（2）求四棱锥外接球的半径．【分析】（1）当所放的球与四棱锥各面都相切时球的半径最大，即球心到各个面的距离均相等，联想到用体积分割法求解．（2）四棱锥的外接球的球心到P、A、B、C、D五点的距离均为半径，只要找出球心的位置即可．球心O在过底面中心E且垂直于底面的垂线上．【解析】（1）设此球半径为R，最大的球应与四棱锥各个面都相切，设球心为S，连结SA、SB、SC、SP，则把此四棱锥分为五个棱锥，设它们的高均为R．，，，S□ABCD=a2．VP–ABCD=VS–PDA+VS–PDC+VS–ABCD+VS–PAB+Vs–PBC，，

4、BACDPF图4—3—10，所以，，即球的最大半径为．（2）法一：设PB的中点为F．因为在Rt△PDB中，FP=FB=FD，在Rt△PAB中，FA=FP=FB，在Rt△PBC中，FP=FB=FC，所以FP=FB=FA=FC=FD．所以F为四棱锥外接球的球心，则FP为外接球的半径．法二：球心O在如图EF上，设OE=x，EA=，又即球心O在PB中点F上．【评析】方法二为求多面体（底面正多面边形）外接球半径的通法；求多面体内切球半径经常采用体积分割求和方法．