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正四面体的内切球与外接球

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  • 2021-11-27

讲到外接,我们很多人都了解,有朋友问棱长为a的正四面体的体积,另外,还有人问棱长为a的正四面体的体积,这到底是咋回事?实际上正四面体的外接球和内切球呢,接下来小编在这里给大家带来正四面体的内切球与外接球,一起细细了解。

正四面体的内切球与外接球

若棱长为a,外切球半径为√6a/4,内切球半径为 √6a/12。

设正四面体是S-ABC,过点S作高线SH交底面ABC于点H,则内切球球心在SH上,设其半径是R,则主要就产生四个四面体:O-SAB、O-SBC、O-SCA、O-ABC,这四个四面体的高都是内切球的半径R,底面都是以a为边长是正三角形,利用等体积法可以求出内切球半径R的值。

边长为a的正四面体可以看成是边长是(√2/2)a的正方体截出来的,则其外接球直径是正方体边长的√3倍。

正四面体的性质:

1、正四面体的四个旁切球半径均相等,等于内切球半径的2倍,或等于四面体高线的一半。

2、正四面体的内切球与各侧而的切点是侧I面三角形的外心,或内心,或垂心,或重心,除外心外,其逆命题均成立。

3、正四面体的外接球球心到四面体四顶点的距离之和,小于空间中其他任一点到四顶点的距离之和。

4、正四面体内任意一点到各侧面的垂线长的和等于这四面体的高。

5、对于四个相异的平行平面,总存住一个正四面体,其顶点分别在这四个平面上。

内切球半径r=(√6/12)a,外接球半径R=(√6/4)a。

正四面体外接球球心与内切球球心是在同一点上,而这一点是四面体其中两平面作垂线的交点O。可用截面方法求出垂线长度h为三分之根号6倍a。

然后把四面体看成由四个相等的小三棱锥(交点O出发向四面体的三个顶点引出三条线,把四面体分成四份,每份为一个小三棱锥)从所合成的。

利用等体积法,四个小三棱锥的体积等于四面体的体积可很容易求出小三棱锥的高,三棱锥的高即内切球半径,h减去内切球半径即外接球半径。

正四面体的性质:

1.正四面体的每一个面是正三角形,反之亦然。

2.正四面体是三组对棱都垂直的等面四面体。

3.正四面体是两组对棱垂直的等面四面体。

4.正四面体的四个旁切球半径均相等,等于内切球半径的2倍,或等于四面体高线的一半。

5.正四面体的内切球与各侧而的切点是侧I面三角形的外心,或内心,或垂心,或重心,除外心外,其逆命题均成立。

6.正四面体的外接球球心到四面体四顶点的距离之和,小于空间中其他任一点到四顶点的距离之和。

7.正四面体内任意一点到各侧面的垂线长的和等于这四面体的高。

正四面体内切球和外接球的半径之比1:3怎么证明?

注意看这个正方体ABCD-A1B1C1D1以及四面体A1BC1D,这个四面体每条边长都是正方体面对角线的长度,所以它的四个面是全等的等边三角形,所以它是一个正四面体.

正方体的中心O到8个顶点的距离相等,也就是到正四面体四个顶点距离相等,那么正四面体的中心和O重合

设正方体边长为2,那么体对角线为2√3,所以中心O到每个顶点距离为√3,这是正四面体外接球的半径R

而根据图中建立的坐标系,O(1,1,1),面A1BD方程为x+y+z-2=0,所以O到面A1BD距离

d=|1*1+1*1+1*1-2|/√(1+1+1)=1/√3.这是内切球的半径r

那么r:R=1/√3:√3=1:3

为什么正四面体的内切球与外接球的半径之比为1:3

正方体的内切球直径是正方体的边长

外切球直径是对角线长度

棱长为a的正四面体的外接球半径和内切球半径各是多少?

连接正四面体的各个三角形的中心,形成一个新的正四面体。容易证明,新正四面体的边长为a/3.

我想,按这个思路做下去,大概是比较简单的做法。

原来四面体的内切圆是新四面体的外接圆。

所以外接圆半径R是内切圆半径r的3倍。

R=3r,

作图即可知道

(3r)^2=r^2+[(2/3)×(根号3)a/2]^2

=>r=a/(2根号6)

R=3a/(2根号6)

正四面体的外接球内切球棱切球公式

高是√6a/3,外接球半径√6a/4,内切球半径√6a/12,棱切球半径√2a/4

正四面体棱长为a,求其内切球与外接球的表面积

解答:解:设正四面体的面BCD和面ACD的中心分别为O1,O2,连结AO2与BO1并延长,必交于CD的中点E,
又BE=

正四面体的外接球和内切球的半径之比是______

解答:解:设正四面体为PABC,两球球心重合,设为O.
设PO的延长线与底面ABC的交点为D,则PD为正四面体PABC的高,PD⊥底面ABC,
且PO=R,OD=r,OD=正四面体PABC内切球的高.
设正四面体PABC底面面积为S.
将球心O与四面体的4个顶点PABC全部连接,
可以得到4个全等的正三棱锥,球心为顶点,以正四面体面为底面.
每个正三棱锥体积V1=

1 3 ?S?r 而正四面体PABC体积V2= 1 3 ?S?(R+r)
根据前面的分析,4?V1=V2
所以,4? 1 3 ?S?r= 1 3 ?S?(R+r),
所以,R=3r
故答案为:3:1.

正四面体内切球,外接球半径与边长比是多少?

设棱长a,一个面上的正三角形中,求出一个射影√3/3a,是底面三角形外接圆半径,正四面体其高h,h=√6/3a,球半径R=√6/4a,外接球半径与棱长比为:√6/4,同理球心至底面距离:

√6/3a-√6/4a=√6/12a,内切球与棱长比为√6/12.

正四面体的外接球半径?

设正四面体的棱长为a,求其外接球的半径。

解:设正四面体V-ABC,D为BC的中点,E为面ABC的中心,外接球半径为R,

则AD=(√3)a/2,AE=2/3*AD=(√3)a/3.

在Rt△VAE中,有VE^2=VA^2-AE^2=a^2-a^2/3=(2a^2)/3,VE=(√6)a/3.

在Rt△AEO中,有AO^2=AE^2+OE^2=R^2+(VE-R) ^2,即R^2=a^2/3+[(√6)a/3-R] ^2,

可解得:R=(√6)a/4.

另外,我们也可以先求出OE,因为OE恰好是四面体的内切球的半径r,利用等积法可求得r.

设四面体的底面积为S,则1/3*S*(R+r)=4*1/3*S*r,可得r=R/3.于是在Rt△AEO中,有R^2 = AE^2+r^2=a^2/3+R^2/9,从而得R=(√6)a/4。

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