球心从外心升起 高阶几何体外接球通解

找外接球球心时,将球心比作太阳,即:太阳从外心升起。

给出几类图,大家体会一下:

下面给出底面多边形其它形状,核心是底面要共圆。只要能共圆,太阳就能照常升起。下面模型中各有一条侧棱垂直于底面。

(1)底面为正方形(矩形)型,典型的共圆,外心在对角线交点上,球心从外心升起。

(2)底面为等腰梯形,必定共圆,根据具体形状,找到外心,球心从外心升起。

(3)底面角A,角C=90度的四边形,外心在对角线BD的中点处,球心从外心升起。

(4)底面若为可共圆的四边形,根据具体形状,找到外心,然后球心从外心升起。

外接球的几何体模型就可以解脱特殊底面的束缚,可以是任意三角形,因为三点必定共圆,球心必定从外心向上升起。还可以是共圆的四边形甚至多边形,只要N点共圆,就可以找到外心,球心必定可以从外心向上升起。有了这样认识,就走在命题者的前面,来应对可能的变化。外接球问题的几何体更自由。

以一个底面为任意三角形的三棱为例,如何找到球心,并如何解得半径。

由此可见,三棱锥底面是任意三角形,只要能确定下外接圆的圆心,仍然可以研究几何体的外接球问题,由上面的解法中可以看出,正弦定理的几何意义2r=a:sinA,是求任意三角形外接圆半径的关键。只要底面三角形是可解的,比如知三条边,或者两边一角什么的,都可以运用解三角形的知识求出外接圆半径的值,有了这个关键量,进而求得外接球半径就简单了。

至于前文给出的其它情形,都是类似的解半径R的方法。

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