奧數題 求空間4點構成的四面體體積

2021-08-10 16:56:30 字數 757 閱讀 7025

空間中有一點「k」。從k放射出四條線段 ka、 kb、 kc、 kd 。已知 ka=3公尺 kb=4公尺 kc=5公尺 kd=6公尺。問:四面體abcd體積的最大值是多少?

覺得挺有趣,就拿著筆這紙上畫了畫,最後得出答案。

先說思考過程

可以把k看做空間座標系的原點,分別以3,4,5,6為半徑畫球體,我們發現,4個球體是同心的,也就是在這4個球體表面上各取乙個點,構成的四面體體積最大。

首先拋開d點不考慮,為什麼拋開d點不考慮了,為了簡化問題,簡化求解過程。其實就是分步考慮,如果求出abc三角形最大面積,那麼再看d,構成的三角錐的體積最大值。

現在問題簡化成了3個同心圓球了。

下面我們自然是要把c簡化掉,怎麼簡化?在a,b兩個同心圓上任意取的兩點a,b,不管它們在這兩個球體上的空間**,和原點k都能構成乙個平面,而且也是同心圓,現在一下就簡化成平面座標系,原點k,同心圓a和b兩個圓環上,取a,b兩點,求他們最大值,這個時候就很容易了,abk在同一條直線上,線段ab最大。

第三步,現在可以考慮c這個球體了。在這個原來的二維座標系裡面,引入c,很容易就把abck四點置換在乙個平面內,這個時候,三角形的面積就是1/2*(a+b)*高,這個高是由c點決定,當kc垂直於ab時,有最大值,1/2*(a+b)*c。

第四步:d值得取值,其實已經很容易得到kd垂直於平面,所以就得到:體積最大:1/3*1/2*(a+b)*c*d.

這是我們一開始不考慮d,同樣,我們可以先不考慮a、b、c,也就是吧3,4,5,6帶入上述公式,求最大值。

當a=3、b=4時最大:35

空間分析 正四面體的空間分析

一 分析意義 19世紀美國發明家富勒在研究中發現 所有的多面體都可分割為其基本成分 正四面體。福勒認為,宇宙中的一切結構都是由這種基本結構單元正四面體所構成。正四面體的表面面由四個正三角組成,是三角形的立體形式。富勒認為認為三角形是 宇宙本源的未來形體 在自然界和人類社會中有層出不窮的三角關係,穩定...

四面體的表面積 如何求正四面體的體積和表面積?

當正四面體的稜長為a時,體積 2a 12,表面積 3a 2。解答過程如下 正四面體是由四個全等的正三角形所組成的幾何體。它有四個面 四個頂點 六條稜。每個二面角均為70 32 有四個三面角,每個三面角的面角均為60 以a表示稜長,a表示全面積,v表示體積。例如,表面積為8平方厘公尺的正四面體,體積約...

四面體的表面積 立體幾何 特殊四面體培優專練

特殊四面體 1.正三稜錐s abc的側稜與底面邊長相等,如果e,f分別為sc,ab的中點,則異面直線ef與sa所成的角的大小為 a.90 b.60 c.45 d.30 2.三稜錐的各個側稜分別垂直於底面中他的對稜,則此三稜錐頂點在底面上的射影是底面三角形的 a.垂心 b.外心 c.內心 d.重心 3...