专题地图 › 立体几何综合
2009 年河南预赛 · 第 8 题
F3填空题立体几何综合
四面体 A−BCD 中,
AB=CD=5,AC=BD=34,AD=BC=41.
求四面体 A−BCD 的外接球半径。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
解答
构造 A=(u,v,w),B=(u,−v,−w),C=(−u,v,−w),D=(−u,−v,w)。边长给
v2+w2=25/4,u2+w2=34/4,u2+v2=41/4.
解得 u2=25/4,v2=4,w2=9/4,均为正,四点非共面。这个构造的六条边与原四面体完全相同,故与其全等。四点到原点等距,原点就是唯一外接球心,
R2=u2+v2+w2=25/2,R=52/2.
复核
四点的有向体积行列式绝对值为16uvw,非零,故外接球唯一;四点模长相同,并满足全部六条边长。
方法总结
对棱相等可用符号对称坐标,同时简化边长与外接球方程。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
用关于原点对称的四个坐标点实现对棱相等。 需完成转化、边界和可达性核验,拟定F3,待独审。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:建直角坐标系解几何题
专题卡:等距球心、球面与截圆