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如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,边长AB=a,且PD=a,PA=PC=a.若在这个四棱锥内放一个球,求球的最大半径.

答案:
解析:

  解:设放入球的半径为R,球心为S.当且仅当球与四棱锥的各个面相切时,球的半径最大.连结SA、SB、SC、SD、SP,则把此四棱锥分成四个三棱锥和一个四棱锥,这些小锥的高均为R,底面为原四棱锥的侧面或底面.

  由体积关系得VP-ABCD(S△PAB+S△PBC+S△PCD+S△PDA+S正方形ABCD)

  =a2a2+a2)=(2+)a2

  又VP-ABCDS正方形ABCD·PD=a3

  ∴(2+)a2a3

  解得R=(2-)a.

  故放入球的最大半径为(2-)a.


提示:

当且仅当球与四棱锥的各个面相切时,放入球的半径最大.


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