稿件来源:高途
| 6.6.1 柱、锥、台的侧面展开与面积题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二
第六章 立体几何初步
6.6 简单几何体的再认识
6.6.1 柱、锥、台的侧面展开与面积
已知圆柱内接于球,当圆柱的侧面积与球的表面积之比最大时,圆柱与球的体积之比为 $.$
设圆柱的底面半径为$r$,球的半径为$R$,则圆柱的高为$2\sqrt{{{R}^{2}}-{{r}^{2}}}$,
$\therefore $ 圆柱的侧面积${{S}_{1}}$与球的表面积${{S}_{2}}$之比$\dfrac{{{S}_{1}}}{{{S}_{2}}}=\dfrac{2\pi r\cdot 2\sqrt{{{R}^{2}}-{{r}^{2}}}}{4\pi {{R}^{2}}}=\sqrt{{{\left( \dfrac{r}{R} \right)}^{2}}\left[ 1-{{\left( \dfrac{r}{R} \right)}^{2}} \right]}\le \dfrac{1}{2}\cdot \left[ {{\left( \dfrac{r}{R} \right)}^{2}}+1-{{\left( \dfrac{r}{R} \right)}^{2}} \right]=\dfrac{1}{2}$,
当且仅当$\dfrac{r}{R}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}$时取等号,故$\dfrac{{{S}_{1}}}{{{S}_{2}}}$取最大值$\dfrac{1}{2}$时,圆柱与球的体积之比${\dfrac{V_{1}}{V_{2}}=\dfrac{3 \pi r^{2} \cdot 2 \sqrt{R^{2}-r^{2}}}{4 \pi R^{3}}=\dfrac{3}{2}\left(\dfrac{r}{R}\right)^{2} \sqrt{1-\left(\dfrac{r}{R}\right)^{2}}=\dfrac{3 \sqrt{2}}{8}}$$.$
故答案为:$\dfrac{3\sqrt{2}}{8}$$.$
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