李金山
若一個幾何體的所有頂點都在同一個球面上,則稱這個球是這個幾何體的外接球,這個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題側(cè)重于考查簡單幾何體的特征以及球的定義,對同學們的空間想象和觀察能力有較高的要求.接下來,結(jié)合幾個例題,詳細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,我們經(jīng)常要用到轉(zhuǎn)化法.首先要仔細觀察幾何體的特征,以確定球心的位置;然后過球心和幾何體的一個頂點作幾何體底面的垂線;再根據(jù)幾何體的特征添加輔助線,將問題轉(zhuǎn)化為平面圖形中的線段問題,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)、圓的定義等來求得各條線段的長,進而求得球的半徑.
一般地,若三棱錐的三條側(cè)棱兩兩垂直,其長度分別為a、b、c ,就可以將這個三棱錐補成棱長分別為a、b、c 的長方體;若四個面均為直角三角形,則可以將其補為長方體;若棱錐的一條側(cè)棱垂直于底面,則可以將其補為直棱柱.
雖然求幾何體外接球的半徑較為復雜,但是只要仔細研究幾何體的結(jié)構(gòu)特征,添加合適的輔助線,進行合理的割補,即可使復雜的問題簡單化,快速求得問題的答案.
(作者單位:江蘇省沭陽如東中學)