易混 2026 年福建预赛 · P005974
两题都出现棱锥与球,但切于各面和通过各顶点对应不同的方程。前者依赖球心到各面的共同距离,可分割总体积;后者依赖球心到顶点等距,应交垂直平分面。先辨认相切还是过点,再选球心条件。
内切球用总体积与总表面积连接半径;外接球用距离平方作差线性化,二者的球心位置和半径公式不能互换。
已知一个正三棱锥的底面边长为 ,侧棱长为 ,则其内切球的半径为 。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
对棱锥使用 ,只需求出体积和四个面的总面积。
正三棱锥的高可由 顶点、底面中心和底面顶点构成的直角三角形求得。
底面是边长为 的正三角形,其面积为 ,外接圆半径为 。 设棱锥的高为 ,则
故棱锥体积为
每个侧面都是边长为 的等腰三角形,其底边上的高为 , 所以每个侧面的面积为 。棱锥的表面积为
以内切球球心为顶点、四个面为底面分割棱锥,有 ,因此
底面中心到顶点的距离使用的是正三角形外接圆半径而非内切圆半径;三个侧面全等,表面积 没有漏计底面。由 得到的数值也小于棱锥高。
求多面体内切球半径时,优先把整体按球心分成若干小棱锥,得到通式 。随后分别计算高、体积和各面面积,可避免直接定位球心。
由底边和侧棱求高与侧面高,再用r=3V/S连接内切球与体表面积,属于可识别的内切球模型。
易混 2026 年福建预赛 · P005974
两题都出现棱锥与球,但切于各面和通过各顶点对应不同的方程。前者依赖球心到各面的共同距离,可分割总体积;后者依赖球心到顶点等距,应交垂直平分面。先辨认相切还是过点,再选球心条件。
内切球用总体积与总表面积连接半径;外接球用距离平方作差线性化,二者的球心位置和半径公式不能互换。
已记下,谢谢!