15.(5分)已知H是球O的直径AB上一点,AH:HB=1:2,AB⊥平面α,H为垂足,α截球O所得截面的面积为π,则球O的表面积为 $\underline { { \boldsymbol { \cdot } } } \frac { 9 \pi } { 2 } -$
$\frac { 9 \pi } { 2 }$
2013_新课标I卷
15.(5分)已知H是球O的直径AB上一点,AH:HB=1:2,AB⊥平面α,H为垂足,α截球O所得截面的面积为π,则球O的表面积为 $\underline { { \boldsymbol { \cdot } } } \frac { 9 \pi } { 2 } -$
$\frac { 9 \pi } { 2 }$
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【考点】LG:球的体积和表面积
【专题】16:压轴题;5F:空间位置关系与距离
【分析】本题考查的知识点是球的表面积公式,设球的半径为R,根据题意知由与球心距离为 $\frac { 1 } { 3 }$ R的平面截球所得的截面圆的面积是π,我们易求出截面圆的半径为1,根据球心距、截面圆半径、球半径构成直角三角形,满足勾股定理,我们易求出该球的半径,进而求出球的表面积
【解答】解:设球的半径为R,∵AH:HB=1:2,∴平面α与球心的距离为 $\frac { 1 } { 3 } R$ ,
$\because \alpha$ 截球O所得截面的面积为π,
$\therefore d = \frac { 1 } { 3 }$ R时, $\mathsf { r } { = } 1$
故由 $\scriptstyle { \mathsf { R } } ^ { 2 } = { \mathsf { r } } ^ { 2 } + { \mathsf { d } } ^ { 2 }$ 得 $R ^ { 2 } = \mathbf { 1 } ^ { 2 } + ~ ( \frac { 1 } { 3 } { \mathsf { R } } ) ~ ^ { 2 } , ~ \therefore \mathsf { R } ^ { 2 } = \frac { 9 } { 8 }$
∴球的表面积 $S = 4 \pi R ^ { 2 } = \frac { 9 \pi } { 2 }$
故答案为: $\frac { 9 \pi } { 2 }$
【点评】若球的截面圆半径为r,球心距为d,球半径为R,则球心距、截面圆半径、球半径构成直角三角形,满足勾股定理,即 $R ^ { 2 } = r ^ { 2 } + { \mathsf { d } } ^ { 2 }$