怎样求正棱锥的外接球半径和内切球半径

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来自杨三寨雪白的月季花
高粉答主

2023-04-30 · 说的都是干货,快来关注
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1、正三棱锥的外接球半径求法:

设A-BCD是正三棱锥,侧棱长为a,底面边长为b,

则外接球的球心一定在这个三棱锥的高上.设高为AM,连接DM交BC于E,连接AE,然后在面ADE内做侧棱AD的垂直平分线交三棱锥的高AM于O,则0就是外接球的球心,AO,DO是外接球的半径.

(当三棱锥的侧棱与它的对面所成的线面角小于90度时,即角DAE小于90度时,球心在棱锥的内部;当线面角等于90度时,球心恰好在底面正三角形的中心M上;

当线面角大于90度时,球心在棱锥的外部,在棱锥高AM的延长线.下面我给出的解法是第一种情况,球心在棱锥的内部.另两种情况你自己可以照理推出.)

设AO=DO=R

则,DM=2/3DE=2/3*2分之根号3倍的b=b/根号3

AM=根号(a^2-b^2/3),

OM=AM-A0=根号(a^2-b^2/3)-R

由DO^2=OM^2+DM^2得,

R=根号3倍的a^2÷2倍的根号(3a^2-b^2)

2、内接球半径

同样是这个三棱锥.内接球的球心也一定在这个三棱锥的高上.设高为AM,连接DM交BC于E,连接AE,然后在面ADE内做角AED的平分线交三棱锥的高AM于O,做OF垂直于AE,则0就是内接球的球心,OM=OF=r

AE=根号(a^2-b^2/4)

FE=ME=1/3AM=6分之根号3倍的b,

AF=AE-FE=根号(a^2-b^2/4)-6分之根号3倍的b

AO=AM-r=根号(a^2-b^2/3)-r

由AO^2=OF^2+AF^2得

r=[根号3倍b^2+3b倍根号(4a^2-b^2)]/12倍根号(3a^2-b^2)

扩展资料:

多面体的内切球

如果一个球与简单多面体的各面或其延展部分都相切,且此球在多面体的内部,则称这个球为此多面体的内切球(inscribed sphere of a polyhedron)。

多面体称为这个球的外切多面体,正多面体的内切球均存在,正多面体内任意点到各面距离之和为常数这里F为多面体的面数,S为表面积,V为体积,故正多面体内切球半径为  。

圆柱的内切球

与圆柱两底面以及每条母线都相切的球称为这个圆柱的内切球(inscribed sphere in a circular cylinder),此圆柱称为球的外切圆柱,等边圆柱才有内切球,球心在圆柱轴线中点处,内切球半径与圆柱底面圆半径相等。

圆台的内切球

与圆台的上、下底面以及每条母线都相切的球,称为圆台的内切球(inscribed sphere in a frustum of a circular cone),此圆台称为球的外切圆台,当且仅当母线长与上、下两底面圆半径之和相等时,圆台才有内切球

参考资料:百度百科-内切球

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