本题导读

本题考查圆锥的侧面积与底面积公式,以及圆锥的轴截面及其几何性质。

📌【题干】

Question

(1993年旧高考(理)) 当圆锥的侧面积和底面积的比值是 时,圆锥的轴截面顶角是 ()

A. 45°     B. 60°      C. 90°      D. 120°

🔍【思路分析】

破题导航

建立面积代数关系:设圆锥的底面半径为 ,母线长为 。

  • 底面积为 ;
  • 侧面积为 。 推导边长比例:由 ,代入公式消项求出 与 的比值。 轴截面定量计算:圆锥的轴截面是一个腰长为 、底边长为 的等腰三角形。设顶角为 ,利用正弦倍角关系(或余弦定理)求解 。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

解: 设圆锥的底面半径为 ,母线长为 ,轴截面的顶角为 。

根据圆锥的面积计算公式:

由题意已知,侧面积和底面积的比值是 ,即:

圆锥的轴截面是通过圆锥轴线的截面,它是一个等腰三角形,两腰长度均为母线长 ,底边长度为底面直径 。 自顶角顶点向底边作垂线(即圆锥的高),垂线平分底边和顶角。 在分出的直角三角形中,顶角的一半为 ,对边为 ,斜边为 。

根据正弦函数的定义,有:

将 代入:

因为 是直角三角形中的锐角(),所以:

即圆锥的轴截面顶角是 90°。

故选 C

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆锥的侧面积公式 ,轴截面的等腰三角形几何模型及直角三角形解法。
  2. 核心方法:几何元素比例变换法。
  3. 避坑指南:
    • 轴截面等腰三角形的底边是直径 ,而不是半径 。如果在用余弦定理时误将底边算作 ,将导致计算错误。
    • 算得 后得出 ,注意题目问的是整个顶角 ,切勿粗心误选 A。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于空间几何体板块的经典大纲基础题,取材于高中立体几何教材中“圆锥的表面积与体积”一节的课后典型辨析练习。
  2. 结论推广:若已知圆锥的侧面积与底面积的比值为 (),则必有 。其轴截面顶角 的半角正弦值满足推广公式 。本题中 ,代入直接口算得 。

🔗【关联脉络】

Multi column