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正四棱锥S-ABCD内接于一个半径为R的球,那么这个正四棱锥体积的最大值为______.

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/17 15:12:58
正四棱锥S-ABCD内接于一个半径为R的球,那么这个正四棱锥体积的最大值为______.
设正四棱锥S-ABCD的底面边长等于a,底面到球心的距离等于x
则:x2+(

2
2a) 2=R 2
而正四棱锥的高为h=R+x
故正四棱锥体积为:
V(x)=
1
3×a2h=
1
3×a2(R+x)=
2
3(R 2−x 2)(R+x)
其中x∈(0,R)

2
3(R 2−x 2)(R+x) =
1
3(2R−2x)(R+x)(R+x)≤
1
3×(
(2R−2x)+(R+x)+(R+x)
3)  3=
64
81R3
当且仅当x=
1
3R时,等号成立
那么这个正四棱锥体积的最大值为:
64
81R3
故答案为:
64
81R3