某工作的三视图如图 3 所示,现将该工作通过切削,加工成一…——2015 高考数学第 10 题答案解析

2015_省自主命题(湖南)

2015 湖南 第 10 题 单选题 区分题
2015_省自主命题(湖南)

10、某工作的三视图如图 3 所示,现将该工作通过切削,加工成一个体积尽可能大的正方体新工件,并使新工件的一个面落在原工作的一个面内,则原工件材料的利用率为(材料利用率=新工件的体积/原工件的体积)

A. $\frac { 8 \pi } { 9 }$
B. $\frac { 8 } { 2 7 \pi }$
C. $\frac { 2 4 ( \sqrt { 2 } - 1 ) ^ { 2 } } { \pi }$
D. $\frac { 8 ( \sqrt { 2 } - 1 ) ^ { 2 } } { \pi }$
参考答案

A

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先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

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【答案】A

【解析】由题可得,问题等价于圆锥的内接长方体的体积,如图所示,则有 $\frac { x } { 1 } = \frac { 2 - h } { 2 } \therefore h = 2 - 2 x .$ 所以长方体体积为 $x ^ { 2 } \hbar = \left( 2 x \right) ^ { 2 } \left( 2 - 2 x \right) = 4 x \cdot x \cdot \left( 2 - 2 x \right) \leq 4 { \left( \frac { x + x + 2 - 2 x } { 3 } \right) } ^ { 2 } = { \frac { 3 2 } { 2 7 } }$,当且仅当$x = 2 - 2 x$ 即 $x = \frac { 2 } { 3 }$ 时,等号成立,故利用率为 $\frac { \frac { 3 2 } { 2 7 } } { \frac { 1 } { 3 } \cdot \pi \cdot 1 ^ { 2 } \cdot 2 } = \frac { 1 6 } { 9 \pi }$,故选A.

【考点定位】三视图、基本不等式求最值、圆锥的内接长方体

【名师点睛】运用基本不等式求最值要紧紧抓住“一正二定三相等”条件,本题“和为定”是解决问题的关键.空间想象能力是解决三视图的关键,可从长方体三个侧面进行想象几何体.求组合体的体积,关键是确定组合体的组成形式及各部分几何体的特征,再结合分割法、补体法、转化法等方法求体积.

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