豆瓣旅游 约伴可信吗:求解一个立体几何问题. 数学老师和数学爱好者请进!

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/29 09:14:58
在圆锥体里边存在一正方体,正方体的一个边位于圆锥底的直径上,
正方体所有的顶点都位于圆锥的表面(各个侧面)上,正方体的中心恰好落在
圆锥的高上.

求: 圆锥和正方体之间体积的比例关系.

如果有word 等格式的图我愿意再加 100 分.

初步判断有解,而且认为最后一个条件多余,因为有了前面的条件,最后一个应该是必然的。
计算中~~~
6-19 14:49
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哦,前面想的可能有点问题,最后一个条件如果不定,也许有其它情况,先不管它。

设立方体边长为1,根据题意,我们可以画3个图:
1、 做一等腰三角形,在内部画一正方形,使其2个顶点分别在三角形的底边中点和中线上,另外两个顶点靠近两腰(不在腰上),令正方形的边长为1。
2、 做一个相同的三角形,在内部画一矩形,宽1,高1.4(即根二,下同),矩形的底边在三角形的底上,顶边的两个点分别在两个腰上。
(图1和图2不必画的完全精确,主要是为了使题意更加直观,并用于计算参考)
3、 画3个同心圆,直分别为1、1.7(根三)以及三角形的底边长,在直径的1.7的圆内画1×1.4的内接矩形,这个矩形的两个长边必定与直径1的圆相切;连接两切点。

很容易看出,这三个图就是题中描述的圆锥和立方体的两个纵截面和一个顶视图。
下面计算就简单了,可以求出:
三角形的底边长(即圆锥底面直径)D=3.4-1;
三角形的高(即圆锥高)H=(5×1.4-1.4×1.7)÷4
则圆锥的体积V=HπD^ 2/12=[77sqrt(2)-33sqrt(6)]π/48,

大约是1.8366

即,圆锥的体积是立方体体积的1.8366倍。

无解之题

初步判断有解!正方体是斜靠着的。题中说:正方体的一个边位于圆锥底的直径上,没说正方体的底面位于圆锥底的直径上。无法上传图片,自己想象吧!
解题的话,把圆锥垂直切开,再用平面几何求出对角线长,再由勾股定理求出边长就得出正方体体积(因为是求比例,结果带未知数)。

无解

用三维软件 PRO/E 或者UG 画一下 再分析就可以得出答案了 自己算多累啊

无解,正方体的一条边落在底面直径上,而一条边上包含两个顶点,这就要就在地面直径上那条边的两个端点也就在圆锥上,也就是说,要求正方体的边长要和底面直径一样长,这样与底面垂直的那条边就一定不会在圆锥体内(底面圆最大)这就导出矛盾了.