题目内容

18.在平面内,设三角形ABC的边长为a,b,c,面积为S,则其内切圆半径r可由关系式S=$\frac{1}{2}$(a+b+c)r求出,请类比此方法解决下述问题:在空间中,已知四面体ABCD中,AB=8,AC=BC=5,AD=BD=$\sqrt{41}$,CD=4,则此四面体内切球(位于四面体内且与各面相切的球)的半径R=$\frac{8}{7}$.

分析 由题意,DC⊥AC,DC⊥BC,利用V=$\frac{1}{3}$(S1+S2+S3+S4)R,即可得出结论.

解答 解:由题意,V=$\frac{1}{3}$(S1+S2+S3+S4)R,DC⊥AC,DC⊥BC,∴DC⊥平面ABC,
分别设S△BCD、S△ACD、S△ABD、S△ABC为S1、S2、S3、S4,则S1=$\frac{1}{2}×4×5$=10,S2=$\frac{1}{2}×4×5$=10,S3=$\frac{1}{2}×4×\sqrt{41-16}$=10,S4=$\frac{1}{2}×8×\sqrt{25-16}$=12,
∴由V=$\frac{1}{3}$(S1+S2+S3+S4)R,可得$\frac{1}{3}×12×4$=$\frac{1}{3}×(10+10+10+12)R$
∴R=$\frac{8}{7}$.
故答案为:$\frac{8}{7}$.

点评 本题借助于一个平面内关于内切圆半径的正确命题,通过将其推广到空间的一个结论,考查了三角形面积公式和锥体体积公式等知识点,属于中档题.

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