在四面体A-BCD中,共顶点A的三条棱两两互相垂直,且AB=AC=1,AD=2若四面体的四个顶点在一个球面上,则B,D的球面距离为______.

问题描述:

在四面体A-BCD中,共顶点A的三条棱两两互相垂直,且AB=AC=1,AD=

2
若四面体的四个顶点在一个球面上,则B,D的球面距离为______.

∵四面体A-BCD中,共顶点A的三条棱两两互相垂直,且AB=AC=1,AD=

2

故四面体的外接球即为以AB,AC,AD为长宽高的长方体的外接球
可求得此长方体的体对角线长为2
则球半径R=1
弦BD=
3

则cos∠BOD=
OB2+OD2BD2
2OB•OD
=
1+1−3
2
=-
1
2

∴球心角∠BOD=120°
故B,D的球面距离为
120°
360°
•2π
×1=
3

故答案为:
3

答案解析:由已知中四面体A-BCD中,共顶点A的三条棱两两互相垂直,我们可得四面体的外接球即为以AB,AC,AD为长宽高的长方体的外接球,又由AB=AC=1,AD=
2
,可求出其外接球半径及弦BD的长,进而求出球心角∠BOD,代入弧长公式,即可求出B,D的球面距离.
考试点:球面距离及相关计算.
知识点:本题考查的知识点是球面距离及相关计算,余弦定理,弧长公式,其中根据已知条件求出球半径和球心角是解答本题的关键.