在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=3,侧棱PA与底面ABC所成的角为60°,则该三棱锥外接球的体积为_.

问题描述:

在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=

3
,侧棱PA与底面ABC所成的角为60°,则该三棱锥外接球的体积为______.

过点P作PH⊥平面ABC于H,
则∵AH是PA在平面ABC内的射影,
∴∠PAH是直线PA与底面ABC所成的角,得∠PAH=60°,
∴Rt△PAH中,AH=PAcos60°=

3
2
,PH=PAsin60°=
3
2

设三棱锥外接球的球心为O,∵PA=PB=PC,
∴P在平面ABC内的射影H是△ABC的外心,
由此可得,外接球心O必定在PH上,连接OA、OB、OC
∵△POA中,OP=OA,
∴∠OAP=∠OPA=30°,可得PA=
3
OA=
3

∴三棱锥外接球的半径R=OA=1.
因此该三棱锥外接球的体积为V=
4
3
πR3=
4
3
π

故答案为:
4
3
π