问题 选择题

正四面体的内切球(与正四面体的四个面都相切的球)与外接球(过正四面体四个顶点的球)的体积比为(  )

A.1:3

B.1:9

C.1:27

D.与正四面体的棱长无关

答案

过点D作DE⊥平面ABC,垂足为E,则E是正三角形ABC的中心

则根据球的对称性和正四面体的性质,得外接球和内切球的球心在同一点处,设为I,则I在高线DE上

延长CE,交AB于G,连接DG,过C作DG边上的高CF,则I在CF上

I到平面ABC的距离IE等于内切球半径r,ID=IC=R是外接球半径

设正四面体棱长为1,则

正△ABC中,CG=

3
2
,CE=
2
3
CG═
3
3
,GE=
1
3
CG=
3
6

Rt△DEG中,DG=CG=

3
2
,可得DE=
DG2-GE2
=
6
3

∵Rt△DEGRt△CEI,

EG
EI
=
DE
CE
,即
3
6
:EI=
6
3
3
3
,可得EI=
6
12
,所以ID=DE-EI=
6
4
即r=
6
12
,R=
6
4

可得

R
r
=1:3,体积比为1:27.

故选C.

选择题
单项选择题