7.已知正三棱台的高为 1 ,上、下底面边长分别为 $3 \sqrt{3}$ 和 $4 \sqrt{3}$ ,其顶点都在同一球面上,则该球的表面积为
A. $100 \pi$
B. $128 \pi$
С. $144 \pi$
D. $192 \pi$
参考答案
A
2022_新课标 II 卷 (2022)
7.已知正三棱台的高为 1 ,上、下底面边长分别为 $3 \sqrt{3}$ 和 $4 \sqrt{3}$ ,其顶点都在同一球面上,则该球的表面积为
A. $100 \pi$
B. $128 \pi$
С. $144 \pi$
D. $192 \pi$
A
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意可求出正三棱台上下底面所在圆面的半径 $r_{1}, r_{2}$ ,再根据球心距,圆面半径,以及球的半径之间的关系,即可解出球的半径,从而得出球的表面积.
【详解】设正三棱台上下底面所在圆面的半径 $r_{1}, r_{2}$ ,所以 $2 r_{1}=\frac{3 \sqrt{3}}{\sin 60^{\circ}}, 2 r_{2}=\frac{4 \sqrt{3}}{\sin 60^{\circ}}$ ,即 $r_{1}=3, r_{2}=4$ ,设球心到上下底面的距离分别为 $d_{1}, d_{2}$ ,球的半径为 $R$ ,所以 $d_{1}=\sqrt{R^{2}-9}, d_{2}=\sqrt{R^{2}-16}$ ,故 $\left|d_{1}-d_{2}\right|=1$ 或 $d_{1}+d_{2}=1$ ,即 $\left|\sqrt{R^{2}-9}-\sqrt{R^{2}-16}\right|=1$ 或 $\sqrt{R^{2}-9}+\sqrt{R^{2}-16}=1$ ,解得 $R^{2}=25$ 符合题意,所以球的表面积为 $S=4 \pi R^{2}=100 \pi$ .
故选:A.