已知在半径为2的球面上有A、B、C、D四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD的体积的最大值为
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解决时间 2021-03-13 11:25
- 提问者网友:记得曾经
- 2021-03-12 10:44
已知在半径为2的球面上有A、B、C、D四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD的体积的最大值为能画个图吗?分析一下也行,我主要是看解析时想象不出来图,理解上有点困难。多谢~~
最佳答案
- 五星知识达人网友:一袍清酒付
- 2021-03-12 10:55
已知在半径为2的球面上有A、B、C、D四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD的体积的最大值为
过CD作平面PCD,使AB⊥平面PCD,交AB与P,设点P到CD的距离为h,
则有V四面体ABCD=
1
3
×2×
1
2
×2×h=
2
3
h,
当直径通过AB与CD的中点时,hmax=2
22−12
=2
3
,故Vmax=
4
3
3
.
过CD作平面PCD,使AB⊥平面PCD,交AB与P,设点P到CD的距离为h,
则有V四面体ABCD=
1
3
×2×
1
2
×2×h=
2
3
h,
当直径通过AB与CD的中点时,hmax=2
22−12
=2
3
,故Vmax=
4
3
3
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全部回答
- 1楼网友:轻雾山林
- 2021-03-12 11:20
先看哪种情况体积最大:
球心假设为o,则三角形abo,三角形cdo都是边长为2的等边三角形,显而易见,当平面abo与平面cdo垂直,且过o点的三角形abo,三角形cdo的底边中线共线时,四面体abcd的体积最大。
我这边上传不了图片,你可以照下边作图:
先画四面体abcd,(要求如上)cd中点为e,ab中点为g,连接eg,ae,be,过b作ae的垂线,垂足为f。
eg=2√3
ac=ad=bc=bd=√14
ae=be=√13
三角形acd的面积 s=ae*cd/2=√13*2/2 =√13
bf=ab*eg/ae=2*2√3 / √13 =4√39/13
四面体abcd的体积 v=s*bf/3 =√13*4√39/39 =4√3/3
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