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球心從外心升起 高階幾何體外接球通解

 123xyz123 2021-09-25

找外接球球心時(shí),將球心比作太陽,即:太陽從外心升起。

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給出幾類圖,大家體會(huì)一下:

下面給出底面多邊形其它形狀,核心是底面要共圓。只要能共圓,太陽就能照常升起。下面模型中各有一條側(cè)棱垂直于底面。

(1)底面為正方形(矩形)型,典型的共圓,外心在對(duì)角線交點(diǎn)上,球心從外心升起。

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(2)底面為等腰梯形,必定共圓,根據(jù)具體形狀,找到外心,球心從外心升起。

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(3)底面角A,角C=90度的四邊形,外心在對(duì)角線BD的中點(diǎn)處,球心從外心升起。

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(4)底面若為可共圓的四邊形,根據(jù)具體形狀,找到外心,然后球心從外心升起。

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外接球的幾何體模型就可以解脫特殊底面的束縛,可以是任意三角形,因?yàn)槿c(diǎn)必定共圓,球心必定從外心向上升起。還可以是共圓的四邊形甚至多邊形,只要N點(diǎn)共圓,就可以找到外心,球心必定可以從外心向上升起。有了這樣認(rèn)識(shí),就走在命題者的前面,來應(yīng)對(duì)可能的變化。外接球問題的幾何體更自由。

以一個(gè)底面為任意三角形的三棱為例,如何找到球心,并如何解得半徑。

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由此可見,三棱錐底面是任意三角形,只要能確定下外接圓的圓心,仍然可以研究幾何體的外接球問題,由上面的解法中可以看出,正弦定理的幾何意義2r=a:sinA,是求任意三角形外接圓半徑的關(guān)鍵。只要底面三角形是可解的,比如知三條邊,或者兩邊一角什么的,都可以運(yùn)用解三角形的知識(shí)求出外接圓半徑的值,有了這個(gè)關(guān)鍵量,進(jìn)而求得外接球半徑就簡(jiǎn)單了。

至于前文給出的其它情形,都是類似的解半徑R的方法。

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