(5分)已知圆 O 和圆 K 是球 O 的大圆和小圆,其公…——2013 高考数学第 16 题答案解析

2013_大纲版 (2013·理)

2013 全国 第 16 题 解答题 区分题
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16.(5分)已知圆 O 和圆 K 是球 O 的大圆和小圆,其公共弦长等于球 O 的半径, $\mathrm{OK}=\frac{3}{2}$ ,且圆 0 与圆 K 所在的平面所成角为 $60^{\circ}$ ,则球 O 的表面积等于 $16 \pi$

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【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】正确作出图形,利用勾股定理,建立方程,即可求得结论.
【解答】解:如图所示,设球 O 的半径为 $\mathrm{r}, \mathrm{AB}$ 是公共弦,$\angle \mathrm{OCK}$ 是面面角
根据题意得 $O C=\frac{\sqrt{3}}{2} r, C K=\frac{\sqrt{3}}{4} r$
在 $\triangle \mathrm{OCK}$ 中, $\mathrm{OC}^{2}=\mathrm{OK}^{2}+\mathrm{CK}^{2}$ ,即 $\frac{3}{4} \mathrm{r}^{2}=\frac{9}{4}+\frac{3}{16} \mathrm{r}^{2}$
$\therefore r^{2}=4$
∴ 球 $O$ 的表面积等于 $4 \pi r^{2}=16 \pi$
故答案为 $16 \pi$

【点评】本题考查球的表面积,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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