问题 填空题
在三棱锥S-ABC中,AB⊥BC,AB=BC=
2
,SA=SC=2,二面角S-AC-B的余弦值是
3
3
,若S、A、B、C都在同一球面上,则该球的表面积是______.
答案

如图所示:

取AC中点D,连接SD,BD,则由AB=BC,SA=SC得出SD⊥AC,BD⊥AC,

∴∠SDB为S-AC-B的平面角,且AC⊥面SBD.

由题意:AB⊥BC,AB=BC=

2
,易得:△ABC为等腰直角三角形,且AC=2,

又∵BD⊥AC,故BD=AD=

1
2
AC,

在△SBD中,BD=

1
2
AC=
1
2
×2
=1,

在△SAC中,SD2=SA2-AD2=22-12=3,

在△SBD中,由余弦定理得SB2=SD2+BD2-2SD•BDcos∠SDB=3+1-2×

3
×1×
3
3
=2,

满足SB2=BD2=SD2,∴∠SBD=90°,SB⊥BD,

又SB⊥AC,BD∩AC=D,∴SB⊥面ABC.

以SB,BA,BC为顶点可以补成一个棱长为

2
的正方体,S、A、B、C都在正方体的外接球上,

正方体的对角线为球的一条直径,所以2R=

3
×
2
,R=
6
2
,球的表面积S=4π×
6
4
=6π.

故答案为:6π.

解答题
单项选择题