本题导读

设 ,,, 时最大。

📌【题干】

Question

(2006年江苏卷) 请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为 的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为 的正六棱锥(如图所示)。试问当帐篷的顶点 到底面中心 的距离为多少时,帐篷的体积最大?

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 设正六棱锥顶点 到底面中心 距离为 ,则棱锥高 。
  2. 由侧棱长 与勾股定理求正六边形边长 :。
  3. 正六边形面积 ,体积 。
  4. 对 求导找最大值。

✅【答案】

Success

当 时体积最大

✍【详细解析】

Abstract

设 (单位 m),则正六棱锥的高为 ()。 设底面正六边形的边长为 ,正六边形中心到顶点的距离等于边长 , 由侧棱长为 ,得 ,即 。 底面正六边形的面积 。 帐篷体积 。 代入 :。 求导: 。 令 ,得 ( 舍负根 )。 当 时 ,当 时 ,故 时体积最大。 所以当 时帐篷的体积最大。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:六棱柱六棱锥体积最值

核心方法:设高建体积函数求导

避坑指南:设 ,,, 取最大;正六边形面积公式 别错

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源: 源自立体几何应用题,考查正棱柱棱锥体积建模与导数最值

结论推广: 几何体体积关于高求导求最值,推广到一般立体几何优化问题

方法推广: 正六边形面积 ,棱锥高与棱柱高分别处理再相加

🔗【关联脉络】

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