正四面体ABCD内接于半径为R的球O(即四个顶点在球面上),其内切球半径为r,(1).证明R=3r (2)用R表

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  • 如图,正四面体P-ABC内接于球O,O的半径为R

    过点P作面ABC的垂线,垂足为O'

    则,O'为等边△ABC所在圆面的圆心,且球心O在PO'上

    设正四面体P-ABC的棱长为a,OO'=x

    那么,BO'=a*(√3/2)*(2/3)=(√3/3)a

    PO=BO=R,PB=a

    那么,由勾股定理有:

    BO^2=BO'^2+OO'^2 ===> R^2=(a^2/3)+x^2

    ===> R^2-x^2=a^2/3

    ===> (R+x)*(R-x)=a^2/3……………………………………(1)

    PB^2=PO'^2+BO'^2 ===> a^2=(R+x)^2+(a^2/3)

    ===> (R+x)^2=(2/3)a^2

    ===> R+x=(√6/3)a

    代入(1)有:(√6/3)a*(R-x)=a^2/3

    ===> R-x=(√6/6)a

    所以:2R=(√6/3)a+(√6/6)a=(√6/2)a

    所以,a=(2√6/3)R.