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若OA,OB,OC是空间不共面的线段,且满足OA=OB=OC=1,二面角B-OA-C,C-OB-A,A-OC-B的大小分别为α,β,γ,以O为球心,半径为r作球面;给出以下结论,其中正确的有;①若r=1,劣弧BC,CA,AB

题目详情
若OA,OB,OC是空间不共面的线段,且满足OA=OB=OC=1,二面角B-OA-C,C-OB-A,A-OC-B的大小分别为α,β,γ,以O为球心,半径为r作球面;给出以下结论,其中正确的有______;
①若r=1,劣弧BC,CA,AB的长为a,b,c,则
sina
sinα
sinb
sinβ
sinc
sinγ

②若r=1,圆弧AB在点A处的切线l1与圆弧CA在点A处的切线l2的夹角为α;
③若α=β=γ=
π
2
,球面与以OA,OB,OC为邻边所确定的平行六面体的所有表面的交线长度和为f(r),则f(1)=
3
2
π;
④若α=β=γ=
π
2
,球面与以OA,OB,OC为邻边所确定的平行六面体的所有表面的交线长度和为f(r),则f(r)-a=0(a∈R)的零点可能有0个,1个,2个,3个,4个.
▼优质解答
答案和解析
①过B点作BH⊥平面OAC,垂足为H,再过H作HN⊥AO,HM⊥CO,
连接BN,BM,则由线面垂直的性质可得BN⊥AO,BM⊥CO,
即有二面角B-OA-C,A-OC-B的平面角为∠BNH=α,∠BMH=γ,
由于r=1,劣弧BC,CA,AB的长为a,b,c,即∠BOC=a,∠AOB=c,
∠AOC=b,sinγ=
BH
BM
,sinα=
BH
BN
,则
sinα
sinγ
=
BM
BN
=
OBsina
OBsinc

sinα
sinγ
=
sina
sinc
,同理可得,
sinα
sinβ
sina
sinb
,故
sina
sinα
sinb
sinβ
sinc
sinγ

故①正确;
②若r=1,由相切和二面角平面角的定义,可得,圆弧AB在点A处的切线l1与圆弧CA在点A处的切线l2的夹角为α或π-α;故②错误;
③若α=β=γ=
π
2
,则由面面垂直的性质定理,可证得OA,OB,OC两两互相垂直,以OA,OB,OC为邻边所确定的平行六面体为正方体,球面与所有表面的交线为三段圆弧AB,BC,CA,长度之和为
2
,故③正确;
④若α=β=γ=
π
2
,以OA,OB,OC为邻边所确定的平行六面体为正方体,球面与所有表面的交线长度和为f(r),
则f(r)-a=0(a∈R)的零点可能有0个,1个.故④错误.
故答案为:①③.