一个四面体有 $5$ 条棱的棱长为 $2\sqrt 3$,且外接球的表面积为 $\dfrac{84}5\pi$,则不同于这 $5$ 条棱的棱的棱长为_____.
答案 $\sqrt 6$.
解析 根据题意,该四面体为两个正三角形 $PAB$ 和 $QAB$ 形成,其中\[PA=PB=AB=QA=QB=2\sqrt 3,\]设 $M,N$ 为 $AB,PQ$ 的中点,$PQ=2x$,分析截面 $PMQ$.

根据题意,四面体的外接球球心 $O$ 在 $MN$ 上,且 $O$ 在底面上的投影为 $MQ$ 靠近 $M$ 的三等分点 $H$,且半径 $r=\sqrt{\dfrac{21}5}$,进而 $MH=1$,$OM=\sqrt{r^2-3}=\sqrt{\dfrac 65}$,进而 $OH=\dfrac{1}{\sqrt 5}$,于是\[\dfrac{NQ}{QM}=\dfrac{OH}{OM}\implies PQ=2NQ=2\cdot \dfrac{OH}{OM}\cdot QM=\sqrt 6.\]