本题导读

本题考查球的截面性质,以及正三角形的外接圆半径。

📌【题干】

Question

(2020年全国卷I(文))已知 为球 的球面上的三个点, 为 的外接圆, 若 的面积为 , , 则球 的表面积为 ( )

A.        B.        C.        D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 根据 的面积为 求出 的外接圆半径 .
  2. 利用边长相等的正三角形性质,求出正三角形的边长 与外接圆半径 的关系。
  3. 利用球心 到截面圆心 的距离 、球半径 以及外接圆半径 构成的直角三角形,结合 列方程求解 ,最终计算球的表面积。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

设 的半径为 . 由 的面积为 ,得 . 因为 是边长为 的正三角形,其外接圆半径公式为 . 代入 得 . 已知 ,即球心到截面圆心的距离 . 在由球半径 、截面圆半径 、球心到截面圆心距离 构成的直角三角形中: . 解得球的半径 . 因此,球 的表面积为: . 故选:(A)。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:球的截面圆性质、正三角形外接圆半径、球表面积公式。
  2. 核心方法:构建“球半径 、截面半径 、球心距 ”的直角三角形列方程。
  3. 避坑指南:正三角形外接圆半径公式为 ,切勿误用内切圆半径公式。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:高考立体几何中关于球的截面与表面积计算的经典压轴选择题。
  2. 结论推广:球面上的多边形外接圆与球心、截面圆心构成的直角三角形是解决球体空间几何量计算的核心模型。

🔗【关联脉络】

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