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问题: 高中数学

已经正三角形内切圆的半径是其高的1/3,把这个结论推广到空间正四面体,类似的结论是什么?

解答:

已经正三角形内切圆的半径是其高的1/3,把这个结论推广到空间正四面体,类似的结论是什么?

空间正四面体的内切球半径为其高的1/4

证明,如图
P-ABC为正四面体,O为其内切球球心,O'为P在底面ABC的投影(亦即球O与面ABC的切点)
连接AO',并延长与BC交于点D,连接PD,则D为BC中点
设四面体棱长为a
则,AD=PD=√3a/2
又,由已知结论有:AO'=(2/3)AD=(√3a/2)*(2/3)=(√3a/3)
DO'=(1/3)AD=(√3a/2)*(1/3)=(√3a/6)
那么,在Rt△PO'D中,由勾股定理有:
H=PO'=√[PD^2-O'D^2]=√[(3a^2/4)-(a^2/12)]=(√6a/3)
设球半径为r,则:
OP=OA=PO'-r=H-r
那么,在Rt△AO'O中,由勾股定理又有:
AO^2=OO'^2+AO'^2
即:[(√6a/3)-r]^2=r^2+(√3a/3)^2
解得:r=(√6a/12)
所以:r=H/4