题目内容

20.正四面体A-BCD的顶点都在一个球面上,E,F分别是AB,BC的中点,直线EF被球面所截得的线段长为$\sqrt{15}$,则该球的表面积为(  )
A.21πB.18πC.12πD.

分析 将正四面体A-BCD扩充为正方体,设正方体的棱长为2a,则正四面体A-BCD的棱长为2$\sqrt{2}$a,外接球的半径为$\sqrt{3}$a,球心到EF的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$a,利用直线EF被球面所截得的线段长为$\sqrt{15}$,建立方程,求出外接球的半径,即可求出该球的表面积.

解答 解:将正四面体A-BCD扩充为正方体,设正方体的棱长为2a,则正四面体A-BCD的棱长为2$\sqrt{2}$a,外接球的半径为$\sqrt{3}$a,球心到EF的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$a,
∵直线EF被球面所截得的线段长为$\sqrt{15}$,
∴($\sqrt{3}$a)2=($\frac{\sqrt{15}}{2}$)2+$\frac{1}{2}$a2
∴a=$\frac{\sqrt{6}}{2}$,
∴外接球的半径为$\sqrt{3}$a=$\frac{3\sqrt{2}}{2}$,
∴该球的表面积为4π×$(\frac{3\sqrt{2}}{2})^{2}$=18π.
故选:B.

点评 本题考查求外接球的表面积,着重考查了正方体的性质、三视图和球内接多面体等知识,属于基础题.

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