题目内容

13.已知正六棱柱的12个顶点都在一个半径为3的球面上,当正六棱柱的体积最大时,其高的值为(  )
A.3$\sqrt{3}$B.$\sqrt{3}$C.2$\sqrt{6}$D.2$\sqrt{3}$

分析 根据正六棱柱和球的对称性,球心O必然是正六棱柱上下底面中心连线的中点,作出过正六棱柱的对角面的轴截面即可得到正六棱柱的底面边长、高和球的半径的关系,在这个关系下求函数取得最值的条件即可求出所要求的量.

解答 解:以正六棱柱的最大对角面作截面,如图.设球心为O,正六棱柱的上下底面中心分别为O1,O2,则O是O1,O2的中点.设正六棱柱的底面边长为a,高为2h,则a2+h2=9.正六棱柱的体积为V=$6×\frac{\sqrt{3}}{4}{a}^{2}×2h$=$3\sqrt{3}(9-{h}^{2})h$,则V′=3$\sqrt{3}$(9-3h2),
得极值点h=$\sqrt{3}$,不难知道这个极值点是极大值点,也是最大值点.故当正六棱柱的体积最大,其高为2$\sqrt{3}$.
故选:D.

点评 本题是在空间几何体、导数的应用交汇处命制,解题的关键是建立正六棱柱体积的函数关系式.

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