题目内容
【题目】如图, 是圆的直径,点是圆上异于的点, 垂直于圆所在的平面,且.
(1)若为线段的中点,求证平面;
(2)求三棱锥体积的最大值;
(3)若,点在线段上,求的最小值.
【答案】(1)见解析(2)(3).
【解析】试题分析:
(1)由等腰三角形三线合一可得,由线面垂直的定义可得,最后利用线面垂直的判断定理可得平面.
(2)当底面ABC面积最大时,三棱锥体积由最大值,由几何关系可得当时, 面积的最大值为,结合三棱锥体积公式可得三棱锥体积的最大值为.
(3)将将侧面绕旋转至平面C,使之与平面共面,由平面几何的知识可知, , 共线时, 取得最小值.结合筝形的性质计算可得的最小值为.
试题解析:
(1)在中,因为, 为的中点,所以.
又垂直于圆所在的平面,所以.
因为,所以平面.
(2)因为点在圆上,所以当时, 到的距离最大,且最大值为.
又,所以面积的最大值为.
又因为三棱锥的高,
故三棱锥体积的最大值为.
(3)在中, , ,所以.
同理,所以.在三棱锥中,将侧面绕旋转至平面C,使之与平面共面,如图所示.
当, , 共线时, 取得最小值.
又因为, ,所以垂直平分,即为中点.
从而,
亦即的最小值为.
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