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已知半球O的半径为1,它的内接长方体ABCD-A1B1C1D1的一个面ABCD在半球O的底面上,则该长方体ABCD-A1

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/27 18:58:46
已知半球O的半径为1,它的内接长方体ABCD-A1B1C1D1的一个面ABCD在半球O的底面上,则该长方体ABCD-A1B1C1D1的体积最大值为______.
令球心为O,底面边长为a,连接OA1,OA,令OA1与底面的夹角为α,则OA1=1,则棱柱的高是sinα,底面正方形的对角线长的一半是cosα,即 2a=2cosα,由此得底面边长是 2cosα
故正四棱柱的体积是V=2cos2α×sinα=2cos2αsinα
V'=2(-2cosαsin2α+cos3α)=2osα(-2+3cos2α)
令V'=0,可以解得cosα=0,舍,或cos2α=23,即sin2α=13,sinα=33
由此知正四棱柱体积的最大值为V=
4
3
9,
故答案为:
4
3
9