题目内容

9.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为3$\sqrt{2}$的正方形,AA1=3,E是线段A1B1上一点,若二面角A-BD-E的正切值为3,则三棱锥A-A1D1E外接球的表面积为35π.

分析 如图所示,求出三棱锥A-A1D1E外接球的直径为$\sqrt{35}$,问题得以解决.

解答 解:过点E作EF∥AA1交AB于F,过F作FG⊥BD于G,连接EG,
则∠EGF为二面角A-BD-E的平面角,
∵tan∠EGF=3,
∴$\frac{EF}{A{A}_{1}}$=3,
∵EF=AA1=3,
∴FG=1,
则BF=$\sqrt{2}$=B1E,
∴A1E=2$\sqrt{2}$,
则三棱锥A-A1D1E外接球的直径为$\sqrt{8+9+18}$=$\sqrt{35}$,
则其表面积为35π,
故答案为:35π

点评 本题考查了长方体和球体的几何体的性质,以及球的表面积公式,关键是求出球的直径,属于中档题.

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