已知过球面上三点A、B、C的截面到球心的距离等于球半径的一半,且AC=BC=6,AB=4,求球的表面积和体积.

问题描述:

已知过球面上三点A、B、C的截面到球心的距离等于球半径的一半,且AC=BC=6,AB=4,求球的表面积和体积.

如图,设球的半径为r,O′是△ABC的外心,外接圆半径为R,
则OO′⊥面ABC.在Rt△ACD中,cosA=

2
6
=
1
3
,则sinA=
2
2
3

在△ABC中,由正弦定理得
6
sinA
=2R,R=
9
2
4
,即O′C=
9
2
4

在Rt△OCO′中,由题意得r2-
1
4
r2=
81×2
16
,得r=
3
6
2

球的表面积S=4πr2=4π×
9×6
4
=54π.
球的体积为
4
3
π(
3
6
2
)3=27
6
π

答案解析:设出球的半径,小圆半径,通过已知条件求出两个半径,再求球的表面积.
考试点:球的体积和表面积
知识点:本题考查球面距离弦长问题球的表面积、体积的求法以及正弦定理的应用,考查学生分析问题解决问题能力,空间想象能力.