填空题正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为,以定点A为球心,2为半径作一个球,则球面与正方体的各个表面相交所得到的弧长之和为________.
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解析分析:球面与正方体的六个面都相交,所得的交线分为两类:一类在顶点A所在的三个面上,即面AA1B1B、面ABCD和面AA1D1D上;另一类在不过顶点A的三个面上,即面BB1C1C、面CC1D1D和面A1B1C1D1上.由空间几何知识能求出这两段弧的长度之和,从而求出球面与正方体的各个表面相交所得到的弧长之和.解答:如图,球面与正方体的六个面都相交,所得的交线分为两类:一类在顶点A所在的三个面上,即面AA1B1B、面ABCD和面AA1D1D上;另一类在不过顶点A的三个面上,即面BB1C1C、面CC1D1D和面A1B1C1D1上.在面AA1B1B上,交线为弧EF且在过球心A的大圆上,因为AE=2,AA1=,则∠A1AE=.同理∠BAF=,所以∠EAF=,故弧EF的长为:2×=,而这样的弧共有三条.在面BB1C1C上,交线为弧FG且在距球心为1的平面与球面相交所得的小圆上,此时,小圆的圆心为B,半径为1,∠FBG=,所以弧FG的长为:=.这样的弧也有三条.于是,所得的曲线长为:3×=.故