同一骨架 2008 年陕西预赛 第 2 题 · P010559
以共同切线为轴作垂直截面,两截圆的球心法线都落入这个平面;空间球的存在、唯一性或半径问题于是化为两个带指定半平面方向的投影约束。
前题先证明相容且唯一,后题已给两截圆半径,需要保留题设钝二面角的符号,不能擅换为其锐补角。
设直线 与球 有且只有一个公共点 。从直线 出发的两个半平面 截球 的两个截面圆半径分别为 和 ,二面角 的平面角为 ,则球 的半径为( )。
(A) (B) (C) (D) 。
在切点处作垂直切线的截面,球心到两半平面径向的投影就是各截圆半径,指定一百五十度须保留。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
球与切线仅交于 ,所以 。在过 垂直 的平面内取两半平面的单位径向为 ,其夹角为 。截圆与 同在 处相切,两个圆心沿这两正射线,距 分别为一和 。球心向量记为 ,其在两径向上的正交投影给 ,得 。球半径为 ,故 ,选 B。
圆心在指定半平面内,所以投影半径带正号;不能把150度换成30度后取同样正投影。算出的球心与两截圆均满足共同切点和原半径。
切线出发的截圆可用同一垂棱平面内的球心投影联立,半平面方向决定投影符号。
需将球的切线与两个截圆统一到切点垂棱截面,使用指定钝二面角及有向半平面投影恢复球心。
同一骨架 2008 年陕西预赛 第 2 题 · P010559
以共同切线为轴作垂直截面,两截圆的球心法线都落入这个平面;空间球的存在、唯一性或半径问题于是化为两个带指定半平面方向的投影约束。
前题先证明相容且唯一,后题已给两截圆半径,需要保留题设钝二面角的符号,不能擅换为其锐补角。
已记下,谢谢!