

三棱錐的外接球問題經常出現在立體幾何試題中,常見的命題形式有:根據已知條件,求三棱錐外接球的半徑、體積、表面積.這類問題側重于考查三棱錐的性質,球的性質、體積公式以及表面積公式.求解三棱錐的外接球問題的常用方法有補形法、截面性質法、坐標法等.坐標法是指建立合適的空間直角坐標系,通過坐標運算求得問題的答案.
運用坐標法求解三棱錐的外接球問題的基本步驟為:
1.根據題意和幾何體的結構特點建立合適的空間直角坐標系.通常要尋找兩兩相互垂直且交于一點的三條直線,并將其視為x、y、z軸,將交點視為原點,來建立空間直角坐標系;
2.給題目中所涉及的各個點賦予坐標,并求得相關點的坐標;
3.確定三棱錐的外接球的球心.一般地,可根據球的定義:球面上的點到球心的距離相等來建立關系式,求得球心的坐標;
4.根據兩點間的距離公式求得球的半徑,并根據球的體積公式、表面積公式得出問題的答案.
下面舉例說明.
例1.
解:
因為ABCD為菱形,所以在ΔCAB中,CB=BA,可 根據等腰三角形的性質,以其中線和底邊AC為x、y軸,以O為原點,建立空間直角坐標系,此時需過0點作垂直于平面ABC的直線OD,并將其看作z軸.再設出并求得各個點的坐標,根據球的半徑|HB|=|HD|=R,建立關系式,即可求得球心的坐標、球的半徑以及球的體積.
例2.如圖3,已知菱形ABCD的邊長為23,LBAD=60°,將ΔABD沿對角線BD折起,使二面角A—BD—C為120°,則四面體ABCD的外接球的表面積為
解:
解答本題,要先根據菱形的特……