已知三棱锥P-ABC的四个顶点在球O的球面上,PA=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是PA,AB的中点,∠CEF=90°,则球O的体积为?
原图
高考考试不仅要掌握基础知识,还要有灵活的思维,更要制定做题战术。作为基础部分的题,最后一道选择题和最后一道填空题必须拿到分。
因为∠CEF=90°可得→EF·→EC=0
以F点建立空间直角坐标系:
建立空间直角坐标系
设E点z坐标值为a,可得:点F坐标(0,0,0),点坐标C(√3,0,0),点E坐标(1/2√3,1/2,a)。
易得:→EF=(1/2√3,1/2,a),→EC=(﹣5/2√3,1/2,a)。
由于→EF·→EC=0,得﹣5/12+1/4+a²=0,即a=1/√6
求出MC
令球心O在△ABC的垂直投影为点M,M即为正△ABC的中心。
因为E点z坐标值为a,那么F点的z坐标值为2a,即MF=2a。
图1可得OM=MP-r(球半径OP)即OM=2a-r
图2易得MC=2/√3
求出球体积V
因为OP=OC=r,根据勾股定理可得:r²=OM²+MC²=(2a-r)²+4/3
将a=1/√6代入,解得:r=√6/2
可得球体积为V=4πr³/3=√6π。
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