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 ( )
【解析详解】
第一步:求正三棱台上下两底面外接圆半径 \( r_1, r_2 \)。
由正三角形性质,外接圆半径等于边长除以 \( \sqrt{3} \):
第二步:判断球心与底面的空间相对位置。
设外接球半径为 \( R \)。易知球心在三棱台的高所在直线上。
设球心到下底面的垂直距离为 \( d \),因为 \( r_1 = 3 < r_2 = 4 \),且棱台高为 1,故球心与两底面位于同侧,球心到上底面的距离为 \( d + 1 \)。
由截面圆勾股定理:
两式相等:
第三步:计算球半径与表面积。
代入球表面积公式:
故选 A。
• 误选 C 或 D: 误将半径平方套入体积公式或表面积漏乘系数 4。
• 误选 B: 误设球心在两底面之间列出 \( d_1 + d_2 = 1 \),导致算出的距离为负数而陷入迷茫。
几何体外接球“截面双勾股联立消元”模型:遇到台体/柱体外接球,抓两个底面的平行截面圆半径 \( r_1, r_2 \),由 \( R^2 = r_1^2 + d_1^2 = r_2^2 + d_2^2 \) 与 \( |d_1 \pm d_2| = h \) 联立秒杀!
球心位置方向判断!若设在中间得 \( d_1 + d_2 = 1 \implies d_1^2 - d_2^2 = r_2^2 - r_1^2 = 7 \implies d_1 - d_2 = 7 \),相加 \( d_1 = 4 > 1 \),说明球心必在外部!
勾股数口算秒杀:底面半径一个 3、一个 4,高为 1。联想到经典勾股数 3-4-5,当距离为 4 和 3 时,恰好 \( 3^2 + 4^2 = 5^2 \),高度差 \( 4 - 3 = 1 \) 完美吻合!直接得出 \( R = 5 \),面积 \( 4\pi \times 25 = 100\pi \),20 秒手撕 A!
请勾选您在解答此题时遇到的问题或诉求,一键反馈给Ai老师: