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2014-07-02
14. 一个半径为1的小球在一个内壁棱长为 的正四面体封闭容器内可向各个方向自由运动,则该小球表面永远不可能接触到的容器内壁的面积是 .
[解] 如答12图1,考虑小球挤在一个角时的情况,记小球半径为 ,作平面 //平面 ,与小球相切于点 ,则小球球心 为正四面体 的中心, ,垂足 为 的中心.
因
,
故 ,从而 .
记此时小球与面 的切点为 ,连接 ,则
.
考虑小球与正四面体的一个面(不妨取为 )相切时的情况,易知小球在面 上最靠近边的切点的轨迹仍为正三角形,记为 ,如答12图2.记正四面体
的棱长为 ,过 作 于 .
因 ,有 ,故小三角形的边长 .
小球与面 不能接触到的部分的面积为(如答12图2中阴影部分)
.
又 , ,所以
.
由对称性,且正四面体共4个面,所以小球不能接触到的容器内壁的面积共为 .
二、选择题(本大题共4题,每题5分,满分20分)
15. 已知 为异面直线, 平面 , 平面 .平面α与β外的直线 满足 ,则(D )
A. ,且 B. ,且
C. 与 相交,且交线垂直于 D. 与 相交,且交线平行于
标签:高二数学试题
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