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()
(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)
参考答案B
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。
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