題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;不使用他人現成題目;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
三條稜兩兩垂直的三稜錐可補成長方體,外接球直徑等於長方體體對角線。 本講把「補形對角線」與「座標法求球心」兩條路徑回代。二、逐題精講
題1
自編示意:三稜錐 O-ABC 中 OA、OB、OC 兩兩垂直,OA = 3、OB = 4、OC = 12。求補成長方體的體對角線長與外接球半徑。解析
體對角線 d = √(3²+4²+12²) = √169 = 13。 外接球直徑即 d,故半徑 R = d/2 = 6.5。 座標法:取 O 為原點,A(3,0,0)、B(0,4,0)、C(0,0,12),球心為 (1.5,2,6),到 O 距離 √(1.5²+2²+6²) = 6.5,與 R 閉合。答案 體對角線 13;外接球半徑 6.5;球心距 6.5。
採分點 補形 3 分;對角線 2 分;半徑 3 分;座標回代 2 分。
易錯點 把體對角線當半徑,或把 12 寫成 5(只記 3-4-5),都會差一倍。
題2
用「補形對角線」與「座標法求球心」兩條獨立路徑重算 R,並說明球心為何是長方體中心。解析
路徑一:√169/2 = 6.5。 路徑二:球心取三條稜中點座標 (1.5,2,6),到任一頂點距離 √(42.25) = 6.5,等於 R。 長方體中心到八個頂點等距,故也是三稜錐四個頂點的外接球心;稜長均為自編示意。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):對角線平方(三條稜平方和)= 169;體對角線(長方體體對角線)= 13;外接球半徑(直徑的一半)= 6.5;球心距(座標法所得半徑)= 6.5;球心平方和(球心座標平方和)= 42.25答案 兩路均為 6.5;平方和 169,球心座標平方和 42.25。
採分點 兩條路徑各 3 分;中心等距理由 2 分;回代閉合 2 分。
易錯點 把球心寫成 (3,4,12) 而忘記取半,或把對角線平方寫成 3+4+12,都會錯。
三、規律小結與對照表
| 量 | 主路徑 | 獨立路徑 | 結果 |
|---|---|---|---|
| 對角線平方 | 3²+4²+12² | 9+16+144 | 169 |
| 體對角線 | √169 | 13 | 13 |
| 外接球半徑 | d/2 | 6.5 | 6.5 |
| 球心距 | √(1.5²+2²+6²) | √42.25 | 座標法所得半徑 |
| 球心平方和 | 1.5²+2²+6² | 42.25 | 42.25 |
補形法先把三稜錐補成長方體,再讓兩路閉合;稜長均為自編示意,不對應任何真題數據。
四、自測清單
- 是否識別三稜兩兩垂直
- 是否補成長方體
- 直徑是否等於體對角線
- 兩路 R 是否相等
- 球心是否取各稜中點
- 是否避免把對角線當半徑
- 結果是否代回球心距閉合
- 是否註明示意稜長
五、數值回代明細
按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):對角線平方 = 169;體對角線 = 13;外接球半徑 = 6.5;球心距 = 6.5;球心平方和 = 42.25。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。
六、選題邊界與相鄰板塊
本講只處理三稜兩兩垂直的外接球;等體積法求點面距、空間向量法求二面角、三視圖與旋轉體兩法互驗另屬相鄰板塊,不在此重複計數。
本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。