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答案挺坑的,他的意思是先求出△abc的外接圆,注意是△abc不是三棱柱,至于2/3×absin60°是一个公式(正三角形求外接圆半径公式),后面的步骤是用了相似的原理求得△abc外接圆与球心的距离为1,算出球的半径,应为中间省略步骤过多,下面是我的证明过程,手机上打的,自己在纸上实现一下。
做ad⊥bc,d在bc上,做∠dba的角平分线,交ad于e,因为abc是正△,所以ad是bc的中垂线,be是ac的中垂线,所以e为△abc外接圆圆心(不是球心),因为ad⊥bc,且abc是正△,所以d是bc中点,bd=1/2×bc=√3,ad=√(ab²-bd²)=3,因为be平分∠dba,所以∠dbe=30°,所以de=bd×tan∠dbe=1(三角函数,不要告诉我你不会),所以△abc外接圆半径ae=ad-de=2,做ad延长线交球于f点,连接pf,因为af是△abc的外接圆的直径,所以af=2ae=4,因为pa⊥△abc,所以pa⊥ad,所以pa⊥af,所以pf是球的直径(这里是一个定理,圆上三点构成直角三角形,则三角形的斜边必过圆心),pf=√(af²+pa²)=2√5,则球的半径r=√5,球的表面积公S=4πr²=20π
做ad⊥bc,d在bc上,做∠dba的角平分线,交ad于e,因为abc是正△,所以ad是bc的中垂线,be是ac的中垂线,所以e为△abc外接圆圆心(不是球心),因为ad⊥bc,且abc是正△,所以d是bc中点,bd=1/2×bc=√3,ad=√(ab²-bd²)=3,因为be平分∠dba,所以∠dbe=30°,所以de=bd×tan∠dbe=1(三角函数,不要告诉我你不会),所以△abc外接圆半径ae=ad-de=2,做ad延长线交球于f点,连接pf,因为af是△abc的外接圆的直径,所以af=2ae=4,因为pa⊥△abc,所以pa⊥ad,所以pa⊥af,所以pf是球的直径(这里是一个定理,圆上三点构成直角三角形,则三角形的斜边必过圆心),pf=√(af²+pa²)=2√5,则球的半径r=√5,球的表面积公S=4πr²=20π
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