探求正四面体外接球、内切球半径正四面体是特殊的正三棱锥,所有的棱长都相等,四个面是全等的等边三角形,有外接球、内切球,且球心重合. 已知正四面体 ABCD棱长为 a ,设外接球半径为R ,内切球半径为r ,球心为 O,则正四面体的高h 是63a ,外接球半径是64a即34Rh ;内切球半径是612a 即14rh . 外接球半径是内切球半径的3 倍. 下面从不同角度、用不同方法进行探求:方法一:(勾股定理)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH连结,.BH BO在 Rt BOH中,222BOBHOH ,即22236()()33RaaR,方法二:(三角正切倍角公式)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH连结,.BH BO在 Rt ABH中,323tan,263aBHAHa在 Rt OBH中,333tan 2,3aBHaOHrr方法三:(分割等体积)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH连结,,,BOCO DO得到四个以 O为顶点的小棱锥,它们的底面是正四面体的一个面,高是内切球的半径 r ,设正四面体每个面的面积为S ,则 4,O BCDABCDVV即114,33S rS AH方法四:(侧棱、高相似或三角)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH设 M是 AB的中点,连结,,,OMOB BHAMOAHBRt,又MAOHAB,AMOAHB,AMAOAHAB,即2,63aRaa或:设BAHMAO,则在 Rt ABH中,63cosaAHABa,在 Rt AMO中,2cos.aAMAOR632aaaR,以下同上 . 方法五:(斜高、高相似或三角)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH设 E 为 BC中点,连结,AE EH,作ONAE于 N 点,则 N 是 ABC中心, N 是 AE的三等分点,平面,ON是内切圆半径r,ONABC且,Rt ANORt AEHANAOAHAE,即336332aRaa,或:设EAHNAO,则在 Rt AEH中,63cos32aAHAEa,在 Rt ANO中,33cos.aANAOR633332aaRa,以下同上 . 方法六:(斜高、侧棱相似或三角)作平面于点, 则点 H是的中心,AHBCDHBCD高63hAHa ,设 O为球心,则.OAH设 E 为 BC中点,连结,,AE DE DO,延长 DO交 AE于 N ,则 N 是 AE的三等分点,.HDE且 DN平面.ABC则,Rt ODHRt DNEOHODNEDE即OHOD= NEDE13,13rR,3 .Rr又6,3RrAHha或:在 Rt DNE中,1sin,3NENDEDE在 Rt DOH中, sinsin,OHNDEODHOD13OHOD,即13rR,3 .Rr又6,3RrAHha方法七:(构造正方体)正四面体的四个顶点是正方体的顶点,此时正...