(12分)如图,圆柱内有一个三棱柱,三棱柱的底面为圆柱底面的内接三角形,且是圆的直径。(1)求证:平面(2)设,在圆柱内随机选取一个点,记该点取自三棱柱的概率为(i)当点C在圆-高二数学

题目简介

(12分)如图,圆柱内有一个三棱柱,三棱柱的底面为圆柱底面的内接三角形,且是圆的直径。(1)求证:平面(2)设,在圆柱内随机选取一个点,记该点取自三棱柱的概率为(i)当点C在圆-高二数学

题目详情

( 12分)如图,圆柱内有一个三棱柱,三棱柱的底面为圆柱底面的内接三角形,且是圆的直径。
(1)求证:平面
(2)设,在圆柱内随机选取一个点,记该点取自三棱
的概率为
(i)当点C在圆周上运动时,求的最大值;
(ii)记平面与平面所成的角为,当
取最大值时,求的值。
题型:解答题难度:偏易来源:不详

答案

解:(1)因为平面ABC,平面ABC,所以
因为AB是圆O直径,所以,又,所以平面
平面,所以平面平面。……………4分
(2)(i)设圆柱的底面半径为,则AB=
故三棱柱的体积为=
又因为
所以=,当且仅当时等号成立,
从而,而圆柱的体积
=当且仅当,即时等号成立,
所以的最大值是。……………8分
(ii)由(i)可知,取最大值时,,于是以O为坐标原点,建立空间直角坐标系(如图),则C(r,0,0),B(0,r,0),(0,r,2r),
因为平面,所以是平面的一个法向量,
设平面的法向量,由,故
得平面的一个法向量为,因为
所以。……………12分

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