在半径为R的球内作一内接圆锥,求圆锥的体积最大值

2个回答

  • 1 设内接圆锥的高为h,底面半径为r,体积为V,则V=π/3×r2×h=π/3×r2×(R+√(R2-r2)).令r=Rcosθ(0<θ<π/2),于是V=π/3×R3×cos2θ(1+sinθ) =π/6×R3(2(1-sinθ)(1+sinθ)(1+sinθ) <=π/6×R3((2(1-sinθ)+(1+sinθ)+(1+sinθ))/3)3 =32/81×πR3当且仅当2(1-sinθ)=1+sinθ,即sinθ=1/3时等号成立,这时h=R(1+sinθ)=4/3×R

    那么圆锥半径r^2=R^2-(4R/3-R)^2=8R^2/9

    体积=派*r^2*h/3=32派R^3/81

    2 过D做DO垂直AC

    则角DOB=90度

    因为AB=2,∠CAB=30度

    那么BC=2*tan30=2根号3/3

    因为AD=BC

    角DAO=60度

    因此OA=AD*cos60=(2根号3/3)*(1/2)=根号3/3

    OD=AD*sin60=1

    根据余弦定理

    OB^2=AO^2+AB^2-2AO*AB*cos30

    =1/3+4-2*(根号3/3)*2*(根号3/2)

    =7/3

    BD^2=OB^2+OD^2=7/3+1=10/3

    BD=根号30/3

    圆锥轴截面顶角的余弦是7/25

    设母线长为l

    由余弦定理

    圆锥底面直径的平方p^2=l^2+l^2-2l^2*(7/25)=36*l^2/25

    底面直径=6l/5

    半径=3l/5

    底面周长=2派*(3l/5)=6派l/5

    所以侧面展开图的中心角=(6派l/5)/l=6派/5

    6派/5=216度

    所以侧面展开图的中心角度数为216度