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正三棱柱ABC-A1B1C1内接于

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/10 16:10:24
正三棱柱ABC-A1B1C1内接于
半径为1的球内,则当该棱柱体积
最大时,其高为_________.

设棱长为6a,高为h
由图知:CO=R=1
又∵ CO2=2√3a 
∴ (OO2)²=(CO)²-(CO2)² =1-12a²
∴ h=2×OO2=2√(1-12a²)
∴ V=S∆ABC× h
       =9√3a²× 2√(1-12a²)
且1-12a²>0, 即:0<a<√3/6

令√(1-12a²)= t ,即:a²=(1-t²)/12,0<t<1
∴ V=(3√3/2) × t × (1-t²)      0<t<1

法1:导数法
V'=(3√3/2) × (1-3t²)      0<t<1

∴V在t ∈(0,√3/3)单增;在t ∈(√3/3,1)单减

∴V在t=√3/3时取得最大,

     此时h=2√(1-12a²)=2 t =2√3/3
法2:均值不等式:
V=(3√3/2) × t × (1-t²) 

∴V²=27/4 × t² × (1-t²) ² 
       =27/8 ×2 t² × (1-t²)  × (1-t²) 
       ≤27/8 ×(3)√[2t² + (1-t²) +(1-t²)  ]【(3)√m表示m开3次方】

       =27/8 ×(3)√4
当且仅当2t² =1-t²,即t=√3/3时取得最大,
     此时h=2√(1-12a²)=2 t =2√3/3