Question

在三棱錐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，則該球的表面積是

6π

．

Answer 1

分析：審題后，二面角S-AC-B的余弦值是

3

3

是重要條件，根據(jù)定義，先作出它的平面角，如圖所示．進(jìn)一步分析此三棱錐的結(jié)構(gòu)特征，找出其外接球半徑的幾何或數(shù)量表示，再進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：如圖所示：
取AD中點(diǎn)，連接SD，BD，則由AB=BC，SA=SC得出SD⊥AC，BD⊥AC，∴∠SDB為S-AC-B的平面角，且AC⊥面SBD
．在△SBD中，BD=

1

2

AC=

1

2

×

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=1+3-2×1×

3

×

3

3

=2，
滿足SB²=BD²=SD²，∴∠SBD=90°，SB⊥BD，
又SB⊥AC，BD∩AC=D，∴SB⊥面ABC．
以SB，BA，BC為頂點(diǎn)可以補(bǔ)成一個(gè)棱長(zhǎng)為

2

的正方體，S、A、B、C都在正方體的外接球上，
正方體的對(duì)角線為球的一條直徑，所以2R=

3

×

2

，R=

6

2

，球的表面積S=4π×

6

4

=6π．
故答案為：6π．

點(diǎn)評(píng)：本題考查面面角，考查球的表面積，解題的關(guān)鍵是確定外接圓的半徑，屬于中檔題．