:MA2+MB2+MC2为定值;2求△MAB,△MAC,△MBC面积之和的最大值.解:1易求得MA2+MB2+MC2=4R2!
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2S△MAB+S△MAC+S△MBC=2MAMB+MAMC+MBMC≤2MA2+MB2+MC2=2R2当且仅当MA=MB=MC时取最大值例3棱长为2的正四面体的四个顶点都在同一个球面上,若过该球球心的一个截面(如图),则图中三角形(正四面体的截面)的面积是()
f22A.
3
B.2C.2D.3解:设正四面体为正四面体ABCD,分析截面图可知,截面经过正四面体的一条棱设为CD,又过球心,设截面与棱AB交于E点,则E为AB的中点,易求得截面三角形的面积为2,故选(C).变式训练3:已知三棱锥P-ABC中,E、F分别是AC、AB的中点,△ABC,△PEF都是正三角形,PF⊥AB1证明:PC⊥平面PAB;2求二面角P-AB-C的平面角的余弦值;3若点P、A、B、C在一个表面积为12π的球面上,求△ABC的边长
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解1连结CF,∵PE=EF=2BC=2AC∴AP⊥PC∵CF⊥ABPF⊥AB∴AB⊥平面PCF∵AC平面PCF∴PC⊥AB∴PC⊥平面PAB2∵AB⊥PFAB⊥CF∴∠PFC为所求二面角的平面角设AB=a则PF=EF=CF=
a2333a2
a2
3a
∴cos∠PFC=
3设PA=x球半径为R∵PC⊥平面PAB,PA⊥PB
3
∵4πR2=12π∴R=得△ABC的边长为2小结归纳
3
2
知△ABC的外接圆为球之小圆,由x2=3x2R
1.因为“球”是“圆”在空间概念上的延伸,所以研究球的性质时,应注意与圆的性质类比.2.球的轴截面是大圆,它含有球的全部元素,所以有关球的计算,可作出球的一个大圆,化“球”为“圆”来解决问题.3.球心与小圆圆心的连线,垂直于小圆所在的平面,球的内部结构的计算也由此展开.
f4.计算球面上A、B两点的球面距离是一个难点,其关键是利用“AB既是小圆的弦,又是大圆的弦”这一事实,其一般步骤是:1根据已知条件求出小圆的半径r和大圆的半径R,以及所对小圆圆心角;2在小圆中,由r和圆心角求出AB;3在大圆中,由AB和R求出大圆的圆心角;4由圆心角和R,求出大圆弧长AB即球面上A、B两点的距离.
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