同一骨架 2008 年河南预赛 第 15 题 · P010668
平面内的一组对称等距条件先确定球心所在轴,再用轴上球心的有向高度列距离方程;消去公共平方项后,空间球问题只剩一个实参数。
前题是多个已有球内切大球,距离取各自半径差且需保绝对值分支;后题是点在同一外接球上,面角先定锥高,球心可在底面下方。
半径分别为 的四个球两两外切。它们都内切于一个大球,则大球的半径是 。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
三颗等球心先形成水平正三角形,使大球心与第四球心都在中心法线上;内切距离必须保留绝对值分支。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
三颗半径六的球心两两距离十二,构成正三角形,其外接圆半径为 。半径七的球心到这三点距离均为十三,因此在中心法线上距底面十一处,取高度十一。大球心也在此轴上,设高度 、半径 ,内切给 与 。若 ,则 ,代入得 ;若 ,则 ,代入得负半径,舍去。因此 。
所得球心到三小球心距离为八,到第四球心距离为七,分别等于 ,保证各球全部内含且内切。第四球心在底面另一侧的构型是整体镜像,给同一半径。
等球心配置的轴对称可先减少球心参数,但内部相切仍须逐分支核半径差与正性。
三等球心确定中心轴,第四球心高度与大球内切距离给含绝对值的一元分支,须核正半径及全部内含。
核心工具:用距离平方差求位置、建直角坐标系解几何题
同一骨架 2008 年河南预赛 第 15 题 · P010668
平面内的一组对称等距条件先确定球心所在轴,再用轴上球心的有向高度列距离方程;消去公共平方项后,空间球问题只剩一个实参数。
前题是多个已有球内切大球,距离取各自半径差且需保绝对值分支;后题是点在同一外接球上,面角先定锥高,球心可在底面下方。
已记下,谢谢!