题目内容

【题目】在四棱锥中,已知,三角形是边长为2的正三角形,当四棱锥的外接球的体积取得最小值时,则以下判断正确的是(

A.四棱锥的体积取得最小值为,外接球的球心必在四棱锥

B.四棱锥的体积取得最小值为,外接球的球心可在四棱锥内或外

C.四棱锥的体积为,外接球的球心必在四棱锥

D.四棱锥的体积为,外接球的球心可在四棱锥内或外

【答案】C

【解析】

根据,得到,说明四边形有一个外接圆,且圆心为的中点设为,设外接球的球心为,利用截面圆的性质,则平面,设,同理过作平面的垂线,垂足为为正三角形的外心,设,外接球的半径为,则有,然后根据当四棱锥外接球的体积取得最小时,外接球的半径最小求解.

当四棱锥外接球的体积取得最小时,外接球的半径最小.

由已知得,,所以

所以四边形有一个外接圆,且圆心为的中点设为

设外接球的球心为,则平面,设

作平面的垂线,垂足为,则为三角形的外心,

,外接球的半径为,则,所以

所以,当且仅当时,外接球的体积取得最小值,此时平面平面

可得四棱锥的体积为,且外接球的球心必在四棱锥.

故选:C

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