Question

给定一个正方体与三个球，其中一个球与该正方体的各面都相切，第二个球与正方体的各棱都相切，第三个球过正方体的各个顶点，则此三球的半径之比是    ．

Answer

第一个球是正方体的内切球，不难理解球的直径等于正方体的棱长；再看第二个球，它与正方体的各条棱都相切，观察正方体对角面矩形的两条相对的棱，得到球大圆的两条平行切线，从而得到球的直径为这两条平行切线之间的距离，即正方体面上的对角线长；最后看第三个球，是正方体的外接球，不难得到球大圆是正方体对角面的外接圆，可得球的直径等于正方体的对角线长．由此不难得出三个球的半径之比．
【解析】
设正方体的棱长为a，可得
∵第一个球与该正方体的各面都相切
∴第一个球的直径等于正方体的棱长a，故球的半径为r1=a
又∵第二个球与正方体的各棱都相切
∴第二个球的直径等于正方体的相对两条棱的距离
故球的半径为正方体面上的对角线长：即2r2=a⇒r2=a
∵第三个球过正方体的各个顶点，
∴第三个球的直径等于正方体的对角线长
即2r3=⇒r3=
可得r1：r2：r3=a：a：=1：
故答案为：1：