(5分)设 A, B, C, D 是同一个半径为 4 的球…——2018 高考数学第 12 题答案解析

2018_新课标 III 卷 (2018·文)

2018 全国 第 12 题 单选题 区分题
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12.(5分)设 $A, B, C, D$ 是同一个半径为 4 的球的球面上四点,$\triangle A B C$ 为等边三角形且面积为 $9 \sqrt{3}$ ,则三棱锥D -ABC 体积的最大值为()

A. $12 \sqrt{3}$
B. $18 \sqrt{3}$
C. $24 \sqrt{3}$
D. $54 \sqrt{3}$
参考答案

B

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题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
外接球与内切球
核心考法
等体积转化化归与转化数形结合
关键能力
应用单选题
最容易错
范围错误
难度
区分题
先及格路线 · 外接球与内切球 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

完整解析 · 逐步详解

【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;LG:球的体积和表面积.
【专题】11:计算题;31:数形结合;34:方程思想;35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离。

【分析】求出,$\triangle \mathrm{ABC}$ 为等边三角形的边长,画出图形,判断 D 的位置,然后求解即可。
【解答】解:$\triangle A B C$ 为等边三角形且面积为 $9 \sqrt{3}$ ,可得 $\frac{\sqrt{3}}{4} \times A B^{2}=9 \sqrt{3}$ ,解得 $A B=$ 6,

球心为 O ,三角形 ABC 的外心为 $\mathrm{O}^{\prime}$ ,显然 D 在 $\mathrm{O}^{\prime} \mathrm{O}$ 的延长线与球的交点如图:
$\mathrm{O}^{\prime} \mathrm{C}=\frac{2}{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2} \times 6=2 \sqrt{3}, \quad \mathrm{OO}^{\prime}=\sqrt{4^{2}-(2 \sqrt{3})^{2}}=2$ ,
则三棱锥D-ABC高的最大值为:6,
则三棱锥D-$A B C$ 体积的最大值为:$\frac{1}{3} \times \frac{\sqrt{3}}{4} \times 6^{3}=18 \sqrt{3}$ .

故选:B.

【点评】本题考查球的内接多面体,棱锥的体积的求法,考查空间想象能力以及计算能力。

✅ 来源:2018年 · 全国 · 2018_新课标 III 卷 (2018·文) · 第 12 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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