题目内容
一个正三棱柱恰好有一个内切球(球与三棱柱的两个底面和三个侧面都相切)和一个外接球(球经过三棱柱的6个顶点),则此内切球与外接球表面积之比为( )
| A、1:3 | B、1:5 |
| C、1:7 | D、1:9 |
考点:球的体积和表面积
专题:计算题,空间位置关系与距离
分析:设正三棱柱底面正三角形的边长为a,当球外切于正三棱柱时,球的半径R1等于正三棱柱的底面正三角形的边心距,求出正三棱柱的高为,当球外接正三棱柱时,球的圆心是正三棱柱高的中点,且球的圆心与正三棱柱两个底面正三角形构成两个正三棱锥,求出外接球的半径,即可求出内切球与外接球表面积之比.
解答:
解:设正三棱柱底面正三角形的边长为a,其内切球的半径为R
当球外切于正三棱柱时,球的半径R等于正三棱柱的底面正三角形的重心到对边的距离即R=
a,到相对棱的距离是
a
又正三棱柱的高是其内切球半径的2倍,故正三棱柱的高为
a,
球外接正三棱柱时,球的圆心是正三棱柱高的中点,且球的圆心与正三棱柱两个底面正三角形构成两个正三棱锥,顶点在底面上的投影恰好是底面三角形的重心到顶点的距离
a,棱锥的高为
a,
故正三棱锥外接球的半径满足R22=(
a)2+(
a)2=
a2,
∴内切球与外接球表面积之比为4(πR2):(4πR22)=R2:R22=1:5.
故选:B.
当球外切于正三棱柱时,球的半径R等于正三棱柱的底面正三角形的重心到对边的距离即R=
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又正三棱柱的高是其内切球半径的2倍,故正三棱柱的高为
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球外接正三棱柱时,球的圆心是正三棱柱高的中点,且球的圆心与正三棱柱两个底面正三角形构成两个正三棱锥,顶点在底面上的投影恰好是底面三角形的重心到顶点的距离
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故正三棱锥外接球的半径满足R22=(
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∴内切球与外接球表面积之比为4(πR2):(4πR22)=R2:R22=1:5.
故选:B.
点评:本题是基础题,考查空间想象能力,分析问题解决问题的能力,是常考题型,求内切球与外接球的半径是本题的关键.
练习册系列答案
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在正方体ABCD-A′B′C′D′中,点P在线段AD′上运动,则异面直线CP与BA′所成的角θ的取值范围是( )

A、0<θ<
| ||
B、0<θ≤
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C、0≤θ≤
| ||
D、0<θ≤
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已知cos(60°+α)=
,且α为第三象限角,则cos(30°-α)+sin(30°-α)的值为( )
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A、
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B、
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C、
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D、
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