球作为立体几何中重要的旋转体之一,成为考查的重点,基本属于必考题目.而且球相关的特殊距离,即球面距离是一个备考的重点,要熟练掌握基本的解题技巧.还有球的截面的性质的运用,特别是其它几何体的内切球与外接球类组合体问题,更应特别加以关注的.题目一般属于中档难度,往往单独成题,或者在解答题中以小问的形式出现.
类型一 球的内切问题
使用情景:有关球的内切问题
解题步骤:
第一步 首先画出球及它的内切圆柱、圆锥等几何体,它们公共的轴截面;
第二步 然后寻找几何体与几何体之间元素的关系
第三步 得出结论.
【例】.如图1所示,在棱长为的正方体内有两个球相外切且又分别与正方体内切.
(1)求两球半径之和;
(2)球的半径为多少时,两球体积之和最小.
【解析】
(1)如图2,球心和在上,过,分别作,的垂线交于,
则由,得,,
所以
所以;
(2)设两球体积之和为
则
当时,有最小值.
所以,当时,体积之和有最小值.
【总结】此题的关键在于作截面,一个球在正方体内,大家一般知道作对角面,而两个球的球心连线也应在正方体的体对角线上,故仍需作正方体的对角面 ,得如图2的截面图,在图2中,观察与和棱长间的关系即可.