(5分)已知在半径为 2 的球面上有 A、 B、 C、 D…——2010 高考数学第 12 题答案解析

2010_旧全国 I 卷 (2010·理)

2010 全国 第 12 题 单选题 区分题
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12.(5分)已知在半径为 2 的球面上有 $A , B , C , D$ 四点,若 $A B=C D=2$ ,则四面体 ABCD 的体积的最大值为()

A. $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$
B. $\frac{4 \sqrt{3}}{3}$
C. $2 \sqrt{3}$
D. $\frac{8 \sqrt{3}}{3}$
参考答案

B

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【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;ND:球的性质.

【专题】11:计算题;15:综合题;16:压轴题.
【分析】四面体 $A B C D$ 的体积的最大值,$A B$ 与 $C D$ 是对棱,必须垂直,确定球心的位置,即可求出体积的最大值.

【解答】解:过 $C D$ 作平面 $P C D$ ,使 $A B \perp$ 平面 $P C D$ ,交 $A B$ 于 $P$ ,设点 $P$ 到 $C D$ 的距离为 h,

则有 $\mathrm{V}_{\text {四面体 } \mathrm{ABCD}^{\mathrm{ABCD}}}=\frac{1}{3} \times 2 \times \frac{1}{2} \times 2 \times \mathrm{h}=\frac{2}{3} \mathrm{~h}$ ,
当直径通过 AB 与 CD 的中点时, $\mathrm{h}_{\text {max }}=2 \sqrt{2^{2}-1^{2}}=2 \sqrt{3}$ ,故 $\mathrm{v}_{\text {max }}=\frac{4 \sqrt{3}}{3}$ .
故选:B.

【点评】本小题主要考查几何体的体积的计算、球的性质、异面直线的距离,通过球这个载体考查考生的空间想象能力及推理运算能力。

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