本题导读

本题考查圆锥中的内切球,以及几何体体积计算。

📌【题干】

Question

(2020年全国卷III(文))已知圆锥的底面半径为 ,母线长为 ,则该圆锥内半径最大的球的体积为________.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 作出圆锥的轴截面,将三维问题转化为二维三角形的内切圆问题。
  2. 利用三角形相似或面积法求出内切圆半径(即球半径)。
  3. 代入球的体积公式计算体积。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

圆锥的轴截面是一个等腰三角形,设其顶点为 ,底面直径为 。 底面半径 ,母线长 , 则底面直径 ,腰长 。 圆锥的高 。 设内切球的半径为 ,在轴截面等腰三角形 中,内切圆的半径即为 。 利用等腰三角形的面积公式(按周长分割法): 三角形面积 。 同时,等腰三角形面积也可以表示为 。 所以 。 该内切球的体积为 。 故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆锥内切球、球的体积。
  2. 核心方法:轴截面等面积法。
  3. 避坑指南:注意内切球与底面及母线均相切,切勿把内切球半径当成圆锥高的一半。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 2020年高考数学全国卷III文科第16题。
  2. 结论推广: 旋转体内切球半径通常通过轴截面三角形的等面积法求解。

🔗【关联脉络】

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