题目内容

13.已知点P在直径为$\sqrt{2}$的球面上,过点P作球的两两垂直的三条弦PA、PB、PC,若PA=PB,则PA+PB+PC的最大值为(  )
A.$\sqrt{6}$B.$\sqrt{2}$+1C.$\sqrt{2}$+2D.3

分析 由已知,PA,PB,PC两两垂直,点P在直径为$\sqrt{2}$的球面上,球直径等于以PA,PB,PC为棱的长方体的对角线,得到2PB2+PC2=2,再结合三角换元法,由三角函数的性质得到PA+PB+PC的最大值.

解答 解:∵PA,PB,PC两两垂直,点P在直径为$\sqrt{2}$的球面上,
∴以PA,PB,PC为棱的长方体的对角线即为球的一条直径.
∴2=PA2+PB2+PC2,又PA=PB,∴2PB2+PC2=2,
设PB=cosα,PC=$\sqrt{2}$sinα,
则PA+PB+PC=2PB+PC=2cosα+$\sqrt{2}$sinα=$\sqrt{6}$sin(α+φ)≤$\sqrt{6}$.
则PA+PB+PC的最大值为$\sqrt{6}$,
故选:A.

点评 本题考查球的内接几何体,其中根据已知条件,得到棱锥的外接球直径等于以PA,PB,PC为棱的长方体的对角线,是解答本题的关键.

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