例1 (1)有一个奇数列1,3,5,7,9,...,现在进行如下分组:第一组含一个数{1};第二组含两个数{3,5};第三组含三个数{7,9,11};第四组含四个数{13,15,17,19};...试观察每组内各数之和f(n)(n∈N*)与组的编号数n的关系式为________.
答案 f(n)=n3
解析 由于1=13,3+5=8=23,
7+9+11=27=33,13+15+17+19=64=43,...,猜想第n组内各数之和f(n)与组的编号数n的关系式为f(n)=n3.
(2)在平面几何中,对于Rt△ABC,AC⊥BC,设AB=c,AC=b,BC=a,则
①a2+b2=c2;
②cos2A+cos2B=1;
③Rt△ABC的外接圆半径为r=.
把上面的结论类比到空间写出相类似的结论;试对其中一个猜想进行证明.
解 (1)选取3个侧面两两垂直的四面体作为直角三角形的类比对象.
①设3个两两垂直的侧面的面积分别为S1,S2,S3,底面面积为S,则S+S+S=S2.
②设3个两两垂直的侧面与底面所成的角分别为α,β,γ,则cos2α+cos2β+cos2γ=1.
③设3个两两垂直的侧面形成的侧棱长分别为a,b,c,则这个四面体的外接球的半径为R=.
(2)下面对①的猜想进行证明.
如图在四面体A-BCD中,AB,AC,AD两两垂直,面ABC,面ABD,面ACD为三个两两垂直的侧面.
设AB=a,AC=b,AD=c,
则在Rt△ABC中,BC==,SRt△ABC=ab.
同理,CD=,SRt△ACD=bc;