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已知球的半径为R,求球内接正三棱锥的体积的最大值?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/16 05:26:23
已知球的半径为R,求球内接正三棱锥的体积的最大值?
1,已知球的半径为R,求球内接正三棱锥的体积的最大值?
[8(√3)R^3]/27
设球的内接正三棱锥为P—ABC,则P、A、B、C都在球面上,由对称性可知棱锥的高PD经过球心O,设正三棱锥的底面边长为a,高PO=h.则
AD=2/3*√3/2a=√3/3a
延长PD交球于E,则∠PAE=90°,AD⊥PE.由AD2=PD•DE得1/3a2=h(2R-h) ∴a2=3h(2R-h)
V=1/3S⊿ABC*h=1/3*√3/4a^2h=1/3*√3/4*3h^2(2R-h)= √3/4h^2(2R-h)
=√3/8[h*h(4r-h)]≤√3/8*(4R/3)^3=8√3/27R^3
当且仅当h=4R-2h 即h=4/3R时上式等号成立.
故当正三棱锥的高为4/3R时,有最大体积8√3/27R^3