三个相等的圆柱面两两相切,并且他们的轴互相垂直。如果每个圆柱面半径都等于r,求与这三个面……
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解决时间 2021-11-08 20:43
- 提问者网友:寂寞撕碎了回忆
- 2021-11-07 22:03
三个相等的圆柱面两两相切,并且他们的轴互相垂直。如果每个圆柱面半径都等于r,求与这三个面……
最佳答案
- 五星知识达人网友:雾月
- 2021-11-07 22:30
这三个圆柱的圆心中心线(抱歉,不知道这个词叫什么)。
题干中已经给出了这个叫法:圆柱的轴。
显然,这个正方体的几体中心点O到三个圆柱的轴的距离相等,而内切球的球心到各个轴的距离等于内切球半径加上圆柱半径,刚好与点O到三个轴的距离相等。由于所求内切球唯一,所以,点O与内切球的球心重合。追问您好,怎么证明这个内切球唯一?因为假设以AA1,B1C1,CD为轴,作三个半径相等的圆柱,怎么证明三者的交点只有O一个?谢谢你的回答。追答内切球,所以,内切球的球心到各个轴的距离相等,满足这种条件的点只有一个啊。追问您好,请求您可以给出证明么?怎么证明满足该条件的O点是唯一的?追答假设在你构建的立方体中,有一个点O到棱AA1、B1C1及CD的距离相等。
分别连接OA、OA1、OB1、OC1、OC、OD,
很容易证明平面OAA1、平面OB1C1及平面OCD三个平面两两相互垂直,那么这三个平面只有一个交点,即,满足到各个轴距离相等的点只有一个,亦即,内切球心只有一个,追问能否给出三个平面两两互相垂直的证明,以及这三个平面只有一个交点的证明呢(这个我可以证明,但是我想听听你的观点,前面那个问题我暂时没有做图观察,也没有想出来)?
对于您的无私帮助,我再次深表感谢!追答直接证OAA1、OB1C1、OCD三个平面两两垂直不大好证,可以换几个平面:
过点O作直线OE⊥AA1,垂足为E,过点E作AB的平行线,交BB1于点E1,易证平面OEE1与平面ABCD平行
过点O作直线OF⊥AA1,垂足为F,过点E作AB的平行线,交BB1于点E1,易证平面OFF1与平面ABB1A1平行,
过点O作直线OG⊥AA1,垂足为G,过点E作AB的平行线,交BB1于点G1,易证平面OGG1与平面AA1D1D平行,
你假设的正方体内有:平面ABCD、ABB1A1、AA1D1D两两垂直,所以,平面OEE1、OFF1、OGG1两两垂直。
三个平面两两垂直,只会有一个点同时属于这三个面,即,它们只会有一个公共点,想像一下三维平面直角坐标系的情况,每两个坐标轴确定一个平面,就形成了三个两两垂直的平面,原点就是那个公共点。
证明如下:
已知:平面a⊥平面b,平面a⊥平面c,平面b⊥平面c,
求证:这三个平面有仅只有一个公共点。
证明:
平面a⊥平面b,
不妨假设平面a与平面b的交线为直线m,
由于平面a⊥平面c,平面b⊥平面c
所以,m⊥平面c,
即直线m与平面c只有一个交点,这个交点就是所求证的唯一交点。
题干中已经给出了这个叫法:圆柱的轴。
显然,这个正方体的几体中心点O到三个圆柱的轴的距离相等,而内切球的球心到各个轴的距离等于内切球半径加上圆柱半径,刚好与点O到三个轴的距离相等。由于所求内切球唯一,所以,点O与内切球的球心重合。追问您好,怎么证明这个内切球唯一?因为假设以AA1,B1C1,CD为轴,作三个半径相等的圆柱,怎么证明三者的交点只有O一个?谢谢你的回答。追答内切球,所以,内切球的球心到各个轴的距离相等,满足这种条件的点只有一个啊。追问您好,请求您可以给出证明么?怎么证明满足该条件的O点是唯一的?追答假设在你构建的立方体中,有一个点O到棱AA1、B1C1及CD的距离相等。
分别连接OA、OA1、OB1、OC1、OC、OD,
很容易证明平面OAA1、平面OB1C1及平面OCD三个平面两两相互垂直,那么这三个平面只有一个交点,即,满足到各个轴距离相等的点只有一个,亦即,内切球心只有一个,追问能否给出三个平面两两互相垂直的证明,以及这三个平面只有一个交点的证明呢(这个我可以证明,但是我想听听你的观点,前面那个问题我暂时没有做图观察,也没有想出来)?
对于您的无私帮助,我再次深表感谢!追答直接证OAA1、OB1C1、OCD三个平面两两垂直不大好证,可以换几个平面:
过点O作直线OE⊥AA1,垂足为E,过点E作AB的平行线,交BB1于点E1,易证平面OEE1与平面ABCD平行
过点O作直线OF⊥AA1,垂足为F,过点E作AB的平行线,交BB1于点E1,易证平面OFF1与平面ABB1A1平行,
过点O作直线OG⊥AA1,垂足为G,过点E作AB的平行线,交BB1于点G1,易证平面OGG1与平面AA1D1D平行,
你假设的正方体内有:平面ABCD、ABB1A1、AA1D1D两两垂直,所以,平面OEE1、OFF1、OGG1两两垂直。
三个平面两两垂直,只会有一个点同时属于这三个面,即,它们只会有一个公共点,想像一下三维平面直角坐标系的情况,每两个坐标轴确定一个平面,就形成了三个两两垂直的平面,原点就是那个公共点。
证明如下:
已知:平面a⊥平面b,平面a⊥平面c,平面b⊥平面c,
求证:这三个平面有仅只有一个公共点。
证明:
平面a⊥平面b,
不妨假设平面a与平面b的交线为直线m,
由于平面a⊥平面c,平面b⊥平面c
所以,m⊥平面c,
即直线m与平面c只有一个交点,这个交点就是所求证的唯一交点。
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