探寻四面体外接球球心位置

如何处理多面体的外接球的问题？关键在于确定球心,由球心的位置求出半径,从而解决其他问题．由于空间不共面的四个定点确定唯一的球面,对于任何多面体的外接球面的问题,都可以先选定四个顶点确定其外接球球心,求出半径,再解决与其他顶点相关的问题．     

球面展开轮设计

§1 问题的提出 在文[1]中,我们已经设计了一种球面展开轮。它由一对中心对称的曲面(圆锥面)组成。它与球面形成的系统满足下列三个条件: (1)当展开轮绕固定轴线z转动时,它的每一曲面与球面始终有一个接触点,球心O′只在OO′联线上运动,即在x轴上运动; (2))由此产生的球面转动的瞬时轴线在由O′以及球面与展开轮的两个接触点所决定的平面上;     

球心在哪里

球是几何中重要的几何体,近几年来,高考、竞赛中多次出现,学生解决涉及球的问题颇感困难,而解决这类问题的关键是确定球心的位置!球心在哪里呢?1.在空间中,到线段两端点距离相等的点的集合是平面,叫线段的中垂面.若点A、B是球面上两点,则球心在线段AB的中垂     

一个与Zindler定理有关的问题的反例

数学通报1984年11期《空间闭曲线的等分点》一文提出一个至今尚未解决的问题如下 [问題]:在可求长(rectifiable)空间闭曲线的五等分点的组中,是否有一组等分点在同一球面上呢? 日本数学家高桥进一在文中对此作了讨论但没有解决它。 1918年Zindler证明了任意可求长空间闭曲线总存在一组四等分点共平面。 高桥进一运用证明Zindler定理的方法还得到三个定理:1.在可求长空间闭曲线的六等分点的组(P_1,P_2,p_3,P_4,P_5,P_6)中至少有这样一组存在,使得三直     

一道首届获奖命题的推广

全国首届数学奥林匹克竞赛一等奖的试题(第四届冬令营第 5题 )如下 :空间中有 1 989个点 ,其中任何三点不共线 .把它们分成点数互不相同的 30组 ,在任何三个不同的组中各取一点为顶点作三角形 ,要使这种三角形的总数最大 ,各组的点数应为多少 ?分析　本题的数学背景是把 1 989分拆成 30个互不相等的正整数ｎ1 ,ｎ2 ,… ,ｎ30 的和 ,使得(1 )ｎ1 <ｎ2 <… <ｎ30 　 (ｎｉ ∈Ｎ ,ｉ=1 ,2 ,… ,30 )(2 )ｎ1 ｎ2 … ｎ30 =1 989且三角形总数Ｎ =∑ｎｉｎｊｎｋ1≤ｉ <ｊ<ｋ≤ 30　 ( )取最大 .本文将该题推广成如下问题 :将正整数Ｓ分拆成ｍ…     

八、多面体和旋转体

§８－４球一、基础问题１．下面说法中，错误的是（）．（Ａ）球心与小圆截面圆心的连线垂直于截面（Ｂ）球的任意二个大圆交点的连线段是球的直径（Ｃ）过球面上任意三点的截面是球的大圆（Ｄ）过球面上二个点（连线不过球心），只能作一个球的大圆（参阅教材Ｐ８１－８...     

空间任意不共面的四点是否共球

探究性问题是培养学生能力的好素材,本文介绍一个探究性问题,希望对同学们有所启发和帮助.1问题的提出在平面上,不共线的三点可以确定一个圆,类比可以探讨:在空间,任意不共面的四点A,B,C,D是否一定在同一个球面上?2问题的解决空间任意三点共面,不妨设A,B,C三图1点共面α,因为A,     

在探究中回归数学的本源

1 案例素材 苏教版数学选修2-3第10页第11题:"以正方形的4个顶点中某一点为起点,另一个顶点为终点作向量,可以作出多少个不同的向量?"① (上面的①是"问题①"的简记.下同.) 2案例背景 这道题是学生刚刚学完两个计数原理后的一道作业题,也可以看成苏教版数学必修4第60页第5题的后续题.必修教材中的原题是:如图,以1×3方格纸中的格点为起点和终点的所有向量中,有多少种大小不同的模?有多少种不同的方向?     

球面上两点间距离的微分学证明

在高中数学选修课程《球面上的几何》中,球面上两点间距离的概念依赖如下结论:结论1设A,B是球面上两点,在连接A,B两点的球面曲线段中,以过这两点的大圆弧中的劣弧长最短.教材对结论1作了一个直观解释,却并未给出严格证明,本文将用微分学知识对这个结论作一论证.引理1三面角中任意两个面角的和大于第三     

一类四阶半线性椭圆型方程的奇摄动

今研究四阶半线性椭圆方程奇摄动问题:其中ε为正的小参数,Ω为n维欧氏空间中半径为R的球域:ρ0,     

正多面体外接球面上点的性质

文[1]、[2]分别介绍了正四面体和正六面体这两个正多面体外接球面上的点到各顶点距离的平方和成定值的有趣性质本文就这类问题再行讨论为引申问题方便起见，我们用如下证法替代文[1]、[2]对下面的性质1、2的证明方法。性质1正六面体外接球面上任一点到各顶点距离的平方和为定值．证明如图1，设正六面体ABCDA＇B＇C＇D＇的棱长为a，外接球心为O，P为外接球面上任意一点。显然，正六面体的对角线B＇D通过球心0，故∠B＇PD＝90°．因此，在△B＇PD中有性质2正四面体外接球面上任一点，到各顶点距离的平方和为定值．证明由于在图1中，三…     

有趣的青蛙对称跳

地面上有A、B、C三点,一只青蛙位于地面上距离A点为0.27米的P点.青蛙第一步从P点跳到关于A的对称点P1,我们把这个动作说成是青蛙从P点关于A点的“对称跳”;第二步从P1点出发对B点作对称跳到达P2;第三步从P2点出发对C点作对称跳到达P3;第四步从P3再对A作对称跳到达P4;…,按这种方式一直跳下去,若青蛙第2005步对称跳之后到达P2005,问此点与出发点P的距离为多少米?图1如图2,从P点跳过两次之后到达P2点,相当于按向量PP2作了一次平移,而PP2=2AB,类似地,第三次和第四次两次跳相当于按向量2CA做平移,第五次和第六次跳相当于按向量2BC…     

新题征展(47)

A　题组新编1 .若 x - 4y≤ - 3,3x + 5y≤ 2 5且 x≥1 ,分别求 x + y、x - y、yx 的取值范围 .2 .( 1 )不共面四点 A、B、C、D到平面α的距离相等 ,则平面α有个 .( 2 )不共面四点 A、B、C、D到平面α的距离之比为 1∶ 1∶ 1∶ 2 ,则平面α有个 .(第 1、2题由琚国起供题并作答 )B　藏题新掘图 13.数列 {an}满足条件 :a1=12 ,　 a2 =12 ,( 1 - n2 ) an+1- an+1. an+n2 an =0 ,求此数列的通项公式 an.4 .若双曲线x2a2 - y2b2 =1　 ( a、b >0 )的两焦点为 F1,F2 (如图 1 ) ,以 F1F2 为直径的圆与双曲线有四个交点 A、B、C、D,若六边形…     

新题征展(45)

A.题组新编1.已知椭圆方程 x22 +y24 =1,过椭圆上点 A(1,2 )作两条倾斜角互补的直线 ,与椭圆分别交于异于点 A的点 B和点 C.(1)求直线 BC的斜率 k0 ;(2 )证明 :直线 OA平行于直线 BC;(3)若直线 BC在 y轴上的截距为 2 ,求△ ABC的面积 S1 ;(4)若四边形 OABC为平行四边形 ,求△ ABC的面积 S2 ;(5 )若△ ABC的面积为 S,求 S的最大值 .2 .(1)某区有 7条南北向街道 ,5条东西向街道 (图 1) ,从 A点走向 B点最短路线有多少条 ?(2 )若在第 (1)小题中 ,又要求必须经过C点 ,最短路线有多少条 ?图 1　　　　　　　　图 2(3)图 2是一个城…     

实际问题教学不能忽视可行性

文 [1 ]通过课本习题演变 ,进而与生产实际密切相联 ,这是很可贵的 ,这正是当前中学数学教学所积极倡导的 .但是 ,一个生产实际问题的解答方案应考虑其可行性 .[1 ]中说 :“开挖点Ｅ应离Ｄ点 334 3米 ,就能使Ａ、Ｃ、Ｅ三点在同一直线上”这几乎是不可能的事 !因为过Ｄ作一满足∠ＢＤＥ= 5 0° ,ＤＥ =334 3米的线段有无穷多条 ,当且仅当Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｄ四点共面时 ,方案才成立 :但怎样保证共面 ,方案也未提及 !笔者曾在邵阳市大圳灌区工程指挥部当过施工员 (技术员 ) ,有过打遂洞两边同时施工的实践经验 ,现给出一个方案 ,供老师参考 .旨在…     

外接球球心的确定

在研究多面体与外接球问题时,经常要确定球心的位置.从集合角度看,球面是与定点(球心)的距离等于定长(半径)的所有点的集合(轨迹).因此,只要找到与多面体各顶点距离相等的点即为外接球球心.图1　例1图例1　已知正三棱锥ＰＡＢＣ底面边长ａ,Ｐ到底面ＡＢＣ的距离为ｈ,试确定其外接球球心的位置及球半径的长.分析:如图1,设球心为Ｏ,则ＯＡ=ＯＢ=ＯＣ,∴Ｏ在底面ＡＢＣ上的射影Ｈ是△ＡＢＣ的外心,由△ＡＢＣ为正三角形知Ｈ也为中心,∴ＰＨ⊥底面ＡＢＣ,∴Ｐ,Ｏ,Ｈ共线.由△ＡＨＯ是Ｒｔ△得ＡＯ2=ＡＨ2 ＯＨ2.∴Ｒ2=33ａ2 (ｈ-Ｒ)2,∴Ｒ=ａ26…     

球心的“GPS”定位

"GPS"是全球卫星定位系统.我们在找与球有关的组合体的球心时,也需要类似的定位.下面就来寻找给球心定位的"GPS".1.应用球的定义给球心定位由于球心到球面上各点的距离相等,因此,可找球心在某平面上的射影,再进一步给球心定位     

对现行高中数学教学参考书的几点意见

笔者在教学中发现 ,与人教版现行高中课本《立体几何》、《平面解析几何》相配套的教学参考书有不妥之处 ,现对其提出几点意见 ,供商榷 .1　高中《立体几何教学参考书》1 高中《立体几何》(必修 )课本第 33页上的第 9题 :“求证 :两条平行线和同一个平面所成的角相等 .”本题应分两种情况论证 :(1 )两条平行线与同一平面平行 ;(2 )两条平行线与同一平面相交 ,这又分为垂直相交和斜交两种情形 .教学参考书中的答案只证明了第 (2 )种情况中的斜交情形 .2 同一课本第 48页上前 2题的第 (1 )小题 :“求证 :每两条都相交且不共点的四条直线共面…     

两道2001年数学竞赛试题的关联

题目 A　将周长为 2 4的圆周等分为 2 4段 ,从 2 4个分点中选取 8个分点 ,使其中任何两点间所夹的弧长不等于 3和 8.问满足要求的 8点组的不同取法共有多少种 ?说明理由( 2 0 0 1年 CMO试题第 5题 ) .题目 B　将一个正六边形等分为六个全等的正三角形区域 A,B,C,D,E,F.在这六个区域内栽种观赏植物 ,要求同一块中种同一种植物 ,相邻的两块种不同的植物 .现有 4种不同的植物可供选择 ,则有种栽种方案 ( 2 0 0 1年全国高中数学联合竞赛试题第 1 2题 ) .我们将给出下列更一般的结论 ,从而得到题目 A和 B之间的内在联系 ,其中定理 C是[1 ]…     

这几个题目怎样解?

1 一个数被3除余1,被5除余2,被7除余6,求此最小的数。 2 一数用7除余2,用6除余5,求这个数的最小值。 3 一数被3除余2,被5除余3,被7除余2,求这个数的最小值。 4 有一篮鸡蛋不知有多少个,如果两个两个、三个三个、四个四个、五个五个、六个六个地数都多一个,那末鸡蛋至少有多少个? 如果两个两个地数多一个,三个三个地数多两个,四个四个地数多三个,五个五个地数多四个,六个六个地数多五个,那末鸡蛋至少有多少