一、解题技巧归纳总结
1. 共斜边拼接模型
如图,在四面体中,,,此四面体可以看成是由两个共斜边的直角三角形拼接而形成的,为公共的斜边,故以“共斜边拼接模型”命名之.设点为公共斜边的中点,根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半的结论可知,,即点到,,,四点的距离相等,故点就是四面体外接球的球心,公共的斜边就是外接球的一条直径. 二、典型例题
例1.在矩形中,,沿将矩形折成一个直二面角,则四面体的外接球的体积为( )
A. B. C. D.
【解析】设矩形对角线的交点为,则由矩形对角线互相平分,可知. ∴点到四面体的四个顶点的距离相等,即点为四面体的外接球的球心,如图2所示.
∴外接球的半径.故.选该边C.
例2.三棱锥中,平面平面, ,,,则三棱锥的外接球的半径为
【解析】是公共的斜边,的中点是球心 ,球半径为.
三、配套练习
1.在梯形中,,,,,将梯形沿对角线折叠成三棱锥,当二面角是直二面角时,三棱锥的外接球的表面积为
A. B. C. D.
【解析】如图:,,
,,
取的中点,的中点,连结,,
平面平面,
平面,
,,
,
,
,即外接球的半径为2,
此时三棱锥外接球的表面积为.
故选:.
2.将边长为的正方形沿对角线折成一个直二面角.则四面体的外接球的体积为
A. B. C. D.
【解析】根据题意,画图如下:
在中,作,则为中点,
且根据四边形是正方形,
可知.
点即为四面体的外接球的球心,
,
球.
故选:.
3.在平行四边形中,,,将此平行四边形沿折成直二面角,则三棱锥外接球的表面积为
A. B. C. D.
【解析】如图,因为平面平面(折成直二面角),
所以平面,平面,得,.
取的中点,则.
于是外接球的球心是,.
而.
所以半径.
于是外接球的表面积为.
故选:.
4.在平行四边形中,满足,,若将其沿折成直二面角,则三棱锥的外接球的表面积为