已知正三棱台的高为1,上、下底面边长分别为 3 3 和 4…——2022 高考数学第 7 题答案解析

2022_新课标II卷

2022 全国 第 7 题 单选题 区分题
2022_新课标II卷

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. 100π
B. 128π
C. 144π
D. 192π
参考答案

A

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立体几何
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先及格路线 · 高中数学 · 中等题

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【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 $2 r _ { 1 } = { \frac { 3 { \sqrt { 3 } } } { \sin 6 0 ^ { \circ } } } , 2 r _ { 2 } = { \frac { 4 { \sqrt { 3 } } } { \sin 6 0 ^ { \circ } } }$ ,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 $d _ { \scriptscriptstyle 1 } = \sqrt { R ^ { 2 } - 9 } ~ , ~ d _ { \scriptscriptstyle 2 } = \sqrt { R ^ { 2 } - 1 6 }$ ,故$\left| d _ { 1 } ^ { \phantom { \dagger } } - d _ { 2 } ^ { \phantom { \dagger } } \right| = 1$ 或 $d _ { 1 } + d _ { 2 } = 1$ ,即 $\left| { \sqrt { R ^ { 2 } - 9 } } - { \sqrt { R ^ { 2 } - 1 6 } } \right| = 1 { \sqrt { \sharp { \widehat { \chi } } } } { \sqrt { R ^ { 2 } - 9 } } + { \sqrt { R ^ { 2 } - 1 6 } } = 1$ ,解得 $R ^ { 2 } = 2 5$ 符合题意,所以球的表面积为 $S = 4 \pi R ^ { 2 } = 1 0 0 \pi$

故选:A

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