本题导读
本题考查多面体与球的组合体问题。通过正三棱锥底面在球的大圆上这一特殊截面空间状态,将空间内切外接问题转化为平面几何计算。
📌【题干】
Question
(2007年陕西卷(理)) 一个正三棱锥的四个顶点都在半径为 1 的球面上,其中底面的三个顶点在该球的一个大圆上,则该正三棱锥的体积是()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
底面顶点在球的大圆上 底面正三角形的外接圆半径 等于球的半径 ,由此计算底面面积。
锥顶在底面的射影为球心 该正三棱锥的高 恰好等于球的半径 ,代入体积公式求解。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
正三棱锥的底面三个顶点位于球的一个大圆上, 说明该底面正三角形的外接圆半径 . 设底面正三角形的边长为 ,由正弦定理得 . 则底面面积为 . 因为该几何体为正三棱锥,且四个顶点均在球面上,底面圆心即为球心, 所以正三棱锥的高 等于球的半径 . 由棱锥体积公式得: . 故选 C.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:大圆的几何定义(过球心的截面圆),正三角形外接圆半径与边长的代数关系,棱锥体积。
核心方法:利用空间截面法将立体问题平面化。
避坑指南:需明确“大圆”意味着截面过球心,底面圆心与球心重合,高即为半径,无需再通过垂径定理去重新计算核心悬距。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题源于立体几何中“球的外接多面体”经典模型,是由体积公式与球性质重组后的概念创新题。
结论推广:若正 棱锥的底面顶点均位于半径为 的球的大圆上,且顶点也在该球面上,则该正 棱锥的体积通式为 .
🔗【关联脉络】
Multi column