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16.中国古代数学家刘徽在《九章算术注》中,称一个正方体内两个互相垂直的内切圆柱所围成的立体为“牟合方盖”,如图(1)(2),刘徽未能求得牟合方盖的体积,直言“欲陋形措意,惧失正理”,不得不说“敢不阙疑,以俟能言者”.约200年后,祖冲之的儿子祖暅提出“幂势既同,则积不容异”,后世称为祖暅原理,即:两等高立体,若在每一等高处的截面积都相等,则两立体体积相等.如图(3)(4),祖暅利用八分之一正方体去掉八分之一牟合方盖后的几何体与长宽高皆为八分之一正方体的边长的倒四棱锥“等幂等积”,计算出牟合方盖的体积,据此可知,牟合方盖的体积与其外切正方体的体积之比为(  )
A.$\frac{1}{3}$B.$\frac{2}{3}$C.$\frac{8}{3}$D.$\frac{16}{3}$

分析 设正方体的边长为2r,可得$\frac{1}{8}$V正方体-$\frac{1}{8}{V}_{牟合方盖}=\frac{1}{3}{r}^{3}$=$\frac{1}{3}×\frac{1}{8}{V}_{正方体}$⇒V牟合方盖=$\frac{2}{3}{V}_{正方体}$

解答 设正方体的边长为2r,因为V正方体=(2r)3=8r3,
$\frac{1}{8}$V正方体-$\frac{1}{8}{V}_{牟合方盖}=\frac{1}{3}{r}^{3}$,
∴$\frac{1}{8}{V}_{\;}$正方体-$\frac{1}{8}{V}_{牟合方盖}$$\frac{1}{3}×\frac{1}{8}{V}_{正方体}$,
⇒V牟合方盖=$\frac{2}{3}{V}_{正方体}$,
牟合方盖的体积与其外切正方体的体积之比为$\frac{2}{3}$.
故选:B.

点评 本题考查了数学文化,考查了阅读能力,推理能力,属于中档题.

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