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如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/09 03:25:37
如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积与内接棱锥的侧面面积相等,求这个棱锥的高,并指出有解的条件.
如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积
如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴S锥侧=
1
2•4b•EO1=2bEO1
S台侧=
1
2(4a+4b)•EE1=2(a+b)•EE1, ∴2bEO1=2(a+b) EE1      ①
∵OO1E1E是直角梯形,其中OE=
b
2,O1E1=
a
2
∴根据勾股定理得,EE12=h2+(
a
2−
b
2)2,EO12=h2+(
b
2)2   ②
①式两边平方,把②代入得:b2(h2+
b2
4)=(a+b)2[h2+(
a
2−
b
2)2]
解得h2=
a2(2b2−a2)
4a(a+2b),即h=
1
2

a(2b2−a2)
a+2b
显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当a<
2b时才有解.