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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料
g3.1071球
一. 知識(shí)回顧:
球:⑴球的截面是一個(gè)圓面.
①球的表面積公式:.
②球的體積公式:.
⑵緯度、經(jīng)度:
①緯度:地球上一點(diǎn)的緯度是指經(jīng)過點(diǎn)的球半徑與赤道面所成的角的度數(shù).
②經(jīng)度:地球上兩點(diǎn)的經(jīng)度差,是指分別經(jīng)過這兩點(diǎn)的經(jīng)線與地軸所確定的二個(gè)半平面的二面角的度數(shù),特別地,當(dāng)經(jīng)過點(diǎn)的經(jīng)線是本初子午線時(shí),這個(gè)二面角的度數(shù)就是點(diǎn)的經(jīng)度.
附:①圓柱體積:(為半徑,為高)
②圓錐體積:(為半徑,為高)
③錐形體積:(為底面積,為高)
(3). ①內(nèi)切球:當(dāng)四面體為正四面體時(shí),設(shè)邊長(zhǎng)為a,,,
得.
注:球內(nèi)切于四面體:
②外接球:
2、球外接于正四面體,可如圖建立關(guān)系式.
二. 基礎(chǔ)訓(xùn)練:
1、(2002年北京高考題)64個(gè)直徑都為的球,記它們的體積之和為,表面積之和為;一個(gè)直徑為的球,記其體積為,表面積為,則( C )
?。ˋ) (B)
?。–) (D)
2、一個(gè)圓錐的底面直徑和高都同一個(gè)球的直徑相等,那么圓錐與球的體積之比是( C )
?。ˋ) (B) (C) (D)
3、(1998年全國(guó)高考題)球面上有3個(gè)點(diǎn),其中任意兩點(diǎn)的球面距離都等于大
3、圓周長(zhǎng)的,經(jīng)過這三個(gè)點(diǎn)的小圓的周長(zhǎng)為4,那么這個(gè)球的半徑為( B )
?。ˋ) (B) (C)2 (D)
4、長(zhǎng)方體的過一個(gè)頂點(diǎn)的三條棱長(zhǎng)分別為3,4,5,且它的八個(gè)頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,則這個(gè)球的表面積為( D )
(A) (B) (C) (D)
5、在北緯圈上有甲、已兩地,甲地位于東徑,乙地位于西徑,則地球(半徑為R)表面上甲、乙兩地的最短距離為( D )
?。ˋ) (B) (C)
4、 (D)
三.例題講解:
例1.已知三棱錐內(nèi)接于球, 三條側(cè)棱兩兩垂直且長(zhǎng)都為1, 求球的表面積與體積.
例2.在北緯圈上有甲、乙兩地,它們的緯度圓上的弧長(zhǎng)等于 (為地球半徑),求甲,乙兩地間的球面距離。
例3.如圖,球心到截面的距離為半徑的一半,是截面圓的直徑,是圓周上一點(diǎn),是球的直徑,
(1) 求證:平面平面;
(2) 如果球半徑是,分為兩部分, 且,求與所成的角;
(3) 如果,求二面角的大小。
例4.球面上三點(diǎn)組成這個(gè)球的一個(gè)截面的內(nèi)接三角形,,
且球心到該截面的距離為球的
5、半徑的一半,
(1) 求球的體積; (2) 求兩點(diǎn)的球面距離。
例5、從北京(北緯400,東經(jīng)1200)飛往南非首都約翰內(nèi)斯堡(南緯300,東徑300)有兩條航線供其選擇:甲航天線從北京沿緯度弧向西飛到希拉首都雅典(北緯400,東徑300),然后向南飛到目的地。乙航線:從北京向南飛到澳大利亞的珀斯(南緯300,東徑1200),然后向西飛到目的地。間:哪一條航線較短?
四、作業(yè) 同步練習(xí)g3.1071 球
1、(2002年北京高考題)64個(gè)直徑都為的球,記它們的體積之和為,表面積之和為;一個(gè)直徑為的球,記其體積為,表面積為,則( )
(A
6、) (B)
?。–) (D)
2、(1998年全國(guó)高考題)球面上有3個(gè)點(diǎn),其中任意兩點(diǎn)的球面距離都等于大圓周長(zhǎng)的,經(jīng)過這三個(gè)點(diǎn)的小圓的周長(zhǎng)為4,那么這個(gè)球的半徑為( )
(A) (B) (C)2 (D)
3、球的面積膨脹為原來的兩倍,膨脹后的球的體積變?yōu)樵瓉淼模? )倍。
(A) (B)2 (C) (D)4
4、兩球的表面積之差為,它們的大圓周長(zhǎng)之和為,則這兩球的直徑之差為(
7、 )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
5、自球面上一點(diǎn)P作球的兩兩垂直的三條弦PA、PB、PC,球的半徑為R,則 ( )
(A) (B)3R (C)2R (D)
6、A、B為球面上相異的兩點(diǎn),則通過A、B可作的大圓( )
(A)只有一個(gè) (B)一個(gè)或無(wú)數(shù)個(gè) (C)一定是無(wú)數(shù)個(gè) (D)不存在
7、在地球北緯300圈上有A、B兩點(diǎn),它們的經(jīng)度差為1800,則A、B兩點(diǎn)沿緯度
8、圈的弧與A、B兩點(diǎn)的球面距離分別為(R是地球的半徑)( )
(A) (B) (C) (D)
8、球面上有三個(gè)點(diǎn),其中任意兩點(diǎn)球面距離都等于大圓周長(zhǎng)的,經(jīng)過這3個(gè)點(diǎn)的小圓周長(zhǎng)為,那么這個(gè)球的半徑為 。
9、設(shè)地球半徑為R,在北緯300圈上有A、B兩地,它們的經(jīng)度相差1200,那么這兩地的緯度圈上的弧長(zhǎng)等于 。
10、(05天津卷)如圖,在斜三棱柱中,
,側(cè)面與底面ABC所成的二面角為,E、F分別是棱的中點(diǎn)
(Ⅰ)求與底面ABC所成的角
(Ⅱ)證明∥平面
(Ⅲ)求經(jīng)過四點(diǎn)的球的體積。
11、如圖,
9、AB是球O的直徑,C、D是球面上兩點(diǎn),且點(diǎn)D在以BC為直徑的小圓上,設(shè)小圓所在的平面為 。
(1)求證:平面ABC ;
(2)設(shè)D為BC弧的中點(diǎn),AD與平面 所成角為 ,過球的半徑OD且垂直于截面BC弦于點(diǎn)E,求⊿OED與過OD的截面圓的面積之比。
12、已知三棱錐內(nèi)接于球, 三條側(cè)棱兩兩垂直且長(zhǎng)都為1, 求球的表面積與體積.
參考答案
CBCDABA 8、 9、
10、本小題主要考查棱柱、球、二面角、線面關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),考查空間想象能力和推理論證能力.滿分12分.
(Ⅰ)解:過A1作A1H⊥平面ABC,垂足為
10、H.
連結(jié)AH,并延長(zhǎng)交BC于G,連結(jié)EG,于是
∠A1AH為A1A與底面ABC所成的角.
∵∠A1AB=∠A1AC, ∴AG為∠BAC的平分線.
又∵AB=AC, ∴AG⊥BC,且G為BC的中點(diǎn)
因此,由三垂線定理,A1A⊥BC.
∵A1A//B1B,且EG//B1B, EG⊥BC 于是
∠AGE為二面角A—BC—E的平面角,即
∠AGE=120°
由于四邊形A1AGE為平行四邊形,得∠A1AG=60°,
所以,A1A與底面ABC所成的角為60°,
(Ⅱ)證明:設(shè)EG與B1C的交點(diǎn)為P,則點(diǎn)P為EG的中點(diǎn),連結(jié)PF.
在平行四邊形AGEA1中,因F為
11、A1A的中點(diǎn),故A1E//FP.
而FP平面B1FC,A1E//平面B1FC,所以A1E//平面B1FC.
(Ⅲ)解:連結(jié)A1C,在△A1AC和△A1AB中,由于AC=AB,∠A1AC=∠A1AB,
A1A=A1A,則△A1AC≌△A1AB,故A1C=A1B,由已知得 A1A=A1B=A1C=a.
又∵A1H⊥平面ABC, ∴H為△ABC的外心.
設(shè)所求球的球心為O,則O∈A1H,且球心O與A1A中點(diǎn)的連線OF⊥A1A.
在Rt△A1FO中,
故所求球的半徑,球的體積 .
11、解:(1)取BC的中點(diǎn)O1,連OO1,因?yàn)镺1是以BC為直徑的圓的圓心,則OO1⊥BC,D為圓周上的一點(diǎn)。
(2)因?yàn)楱SBOC,⊿ABC都是等腰三角形,取BC的中點(diǎn)M,連OM,AM,過O作OH⊥AM,可證得OH⊥面ABC即OH是O到截面ABC的距離。
(另:利用等體積法也可求得)