如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积

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  • 解题思路:这是棱台与棱锥的组合体问题,也是立体几何常见的问题,这类问题的图形往往比较复杂,要认真分析各有关量的位置和大小关系,因为它们的各量之间的关系较密切,所以常引入方程、函数的知识去解.

    如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴S锥侧=

    1

    2•4b•EO1=2bEO1

    S台侧=

    1

    2(4a+4b)•EE1=2(a+b)•EE1, ∴2bEO1=2(a+b) EE1①

    ∵OO1E1E是直角梯形,其中OE=

    b

    2,O1E1=

    a

    2

    ∴根据勾股定理得,EE12=h2+(

    a

    2−

    b

    2)2,EO12=h2+(

    b

    2)2②

    ①式两边平方,把②代入得:b2(h2+

    b2

    4)=(a+b)2[h2+(

    a

    2−

    b

    2)2]

    解得h2=

    a2(2b2−a2)

    4a(a+2b),即h=

    1

    2

    a(2b2−a2)

    a+2b

    显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当a<

    2b时才有解.

    点评:

    本题考点: 棱柱的结构特征.

    考点点评: 本题考查了在棱台的问题中:如果与棱台的斜高有关,则常应用通过高和斜高的截面,如果和棱台的侧棱有关,则需要应用通过侧棱和高的截面,要熟悉这些截面中直角梯形的各元素,进而将这些元素归结为直角三角形的各元素间的运算,这是解棱台计算问题的基本技能之一.