四面體內切球與外接球半徑怎樣推導?

時間 2021-05-31 05:19:42

1樓:蒙特內哥羅羊不吃草

這個前面第一的那一位已經講的很清楚了,也是我高中時候在用的方法。

通用法即分割成四個三稜錐用等體積法求內切球半徑。

外接球的話,思路應該是差不多的,不過我都大四了,實在是想不起來。反正也就是一樣的原理,求出球心到截面的距離就行了,多畫截面圖。

多說一句,這些都是要背下來的,自己推導過才有用,不然臨時推導永遠來不及。

2樓:

高中數學求這些的方法多了去了,但是都是要做輔助線、補形這些,思考難度較大。正所謂思維深度決定計算量,不想算就多想,不想想就多算。

這裡給你們一些無腦暴算的方法:

首先是內切球半徑滿足的條件,這個很簡單,把四面體分成四個小三稜錐,公共頂點是球心,等體積法一下子就有:

是四面體表面積, 是體積,這兩個都可以一點點算出來。四個面的面積是最好算的,直接解三角形,然後 就行,體積的話再給個公式:

設兩個任意相鄰面(有一條公共稜)的三角形面積分別是 ,兩個面二面角是 ,則有四面體體積為:

好了,下面是外接球,這個難一點,但是半徑也有乙個暴力求法:

如果所有稜長都知道(直接解三角形肯定能都算出來),分成三組對稜,長度分別是以下這樣子 :我們令 ,則有外接球半徑滿足:

我知道這種情況實際算起來太麻煩,那再給個簡單的:

高考題裡面一般都是兩個三角形有一條公共稜,然後翻摺起來,求形成的四面體外接球半徑。這裡為了方便我們設公共稜長度是 (注意上面有乙個稜長設為 了,不一樣別搞混),然後翻摺二面角是 ,這兩個有公共稜的三角形公共稜所對的頂角分別為 ,那麼有:

高考時候 是翻摺已知的,稜長、通過正弦定理餘弦定理很好得到,然後直接暴算就完了。

當然如果二面角是90°,用含公共稜的兩個三角形外接圓半徑表示可能更簡單:

再次提醒這裡公共稜長度設為 了。

3樓:沒事就好

粗略的想了一下,假設正四面體邊長為a,外接球半徑為4分之1根號6倍的a,內切球半徑為12分之1根號6倍的a。

口述一下過程,外接球半徑比較好算。

想象一下,正四面體的6條稜為乙個正方體的6個面的對角線,則正方體的邊長為正四面體邊長的2分之1根號2倍。同時正四面體的外接球也是正方體的外接球。正方體的外接球半徑為1/2倍的正方體體對角線長度。

正方體的體對角線為正方體邊長的根號3倍。所以可以得到答案了。

內切球的半徑。

這個口述起來比較麻煩。等明天畫圖吧。

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