题目内容

在四面体ABCD中,已知∠ADB=∠BDC=∠CDA=60°,AD=BD=3,CD=2,则四面体ABCD的外接球的半径为
3
3
.
分析:设四面体ABCD的外接球球心为O,则O在过△ABD的外心N且垂直于平面ABD的垂线上,且点N为△ABD的中心.设P,M分别为AB,CD的中点,则N在DP上,且ON⊥DP,OM⊥CD,从而可求DM,MN,进而可求四边形DMON的外接圆的直径,即可求得球O的半径.
解答:解:设四面体ABCD的外接球球心为O,则O在过△ABD的外心N且垂直于平面ABD的垂线上.
由题设知,△ABD是正三角形,则点N为△ABD的中心.
设P,M分别为AB,CD的中点,则N在DP上,且ON⊥DP,OM⊥CD.
因为∠CDA=∠CDB=∠ADB=60°,设CD与平面ABD所成角为θ,
∴cosθ=
1
3
,sinθ=
2
3
.
在△DMN中,DM=
1
2
CD=1,DN=
2
3
•DP=
2
3
•
3
2
•3=
3
.
由余弦定理得MN2=12+(
3
)2-2•1•
3
•
1
3
=2
,
故MN=
2
.
∴四边形DMON的外接圆的直径OD=
MN
sinθ
=
2
2
3
=
3
.
故球O的半径R=
3
.
故答案为:
3
点评:本题考查四面体ABCD的外接球,考查学生的计算能力,确定四面体ABCD的外接球球心位置是关键.
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