一个棱长为6cm的密封正方体盒子中放一个半径为1cm的小球,无论怎样摇动盒子,求小球在盒子不能到达的空间的体积.

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  • 解题思路:小球在盒子不能到达的空间要分以下几种情况,在正方体顶点处的小正方体中,其体积等于小正方体体积减球的体积,在棱长处对应的正方体中,其体积等于这些小正方体体积的和减以球的直径为底面直径,以正方体和的高为高的圆柱,其他空间小球均能到达,综合后即可得到结果.

    在正方体的8个顶点处的单位立方体空间内,

    小球不能到达的空间为:8[13−

    1

    8(

    3×13)]=8−

    4

    3π,

    除此之外,在以正方体的棱为一条棱的12个1×1×4的正四棱柱空间内,

    小球不能到达的空间共为[1×1×4−

    1

    4(π×12)×4]=48−12π.

    其他空间小球均能到达.

    故小球不能到达的空间体积为:(8−

    4

    3π)+48−12π=56−

    40

    3π(cm3).

    点评:

    本题考点: 球的体积和表面积;棱柱、棱锥、棱台的体积.

    考点点评: 本题考查的知识点是球的体积,棱柱的体积,其中熟练掌握棱柱和不堪的几何特征,建立良好的空间想象能力是解答本题的关键.