本题导读

本题考查点、直线、平面之间的位置关系,以及空间几何体的结构特征。

📌【题干】

Question

(2013年辽宁卷(理)) 已知三棱柱 的 6 个顶点都在球 的球面上.若 ,,,,则球 的半径为()

A.       B.       C.       D.

🔍【思路分析】

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  1. 几何体特征分析:已知 且 为侧棱(隐含三棱柱为直三棱柱,因为侧棱垂直于底面两边)。底面 是直角三角形。
  2. 构造长方体:由于底面是直角三角形,该直三棱柱可以看作是一个长、宽、高分别为 的长方体的一半。长方体的 8 个顶点和三棱柱的 6 个顶点都在同一个外接球上。
  3. 利用公式求解:长方体外接球的直径等于长方体的体对角线长。设长方体棱长分别为 ,球半径为 ,则有 。

✅【答案】

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C

✍【详细解析】

Abstract

第一步:分析几何模型 在直三棱柱 中,底面 中 ,且 。 侧棱 。 我们可以构造一个以 为相邻三条棱的长方体。 这个长方体的长 ,宽 ,高 。

第二步:计算体对角线 球 是三棱柱的外接球,也是该构造长方体的一个外接球。 设球的直径为 ,则长方体的体对角线即为球的直径:

第三步:求半径 球的半径 :

故正确答案为:C。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:直棱柱外接球半径计算。

核心方法:补形法。将不规则或半规则几何体补形成长方体,是解决外接球问题的“万能钥匙”,尤其是底面存在直角的情况。

避坑指南:注意题目问的是“半径”还是“直径”或“表面积”。本题计算结果 13 为直径,需除以 2 得到半径。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:勾股定理的空间形式、球的表面积与体积公式。

结论推广:对于底面外接圆半径为 ,高为 的直棱柱,其外接球半径 满足:。本题中 ,,代入可验证结果一致。

方法推广:墙角模型(三条棱两两垂直)一律补形为长方体。

🔗【关联脉络】

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