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(2014•张掖三模)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33,若S、A、B、C都在同一球面上,则该球的表面积是.

题目详情
(2014•张掖三模)在三棱锥S-ABC中,AB⊥BC,AB=BC=
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,SA=SC=2,二面角S-AC-B的余弦值是
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3
,若S、A、B、C都在同一球面上,则该球的表面积是______.
▼优质解答
答案和解析
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=
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