求解一道关于球与其他的几何体的切,接的数学问题在棱长为1的正方体内,有两圆相外切,并且又分别与正方体相切.(1)求两圆半径之和;(2)球的半径是多少时,两球体积之和最小.要求:方

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/01 23:08:33

求解一道关于球与其他的几何体的切,接的数学问题在棱长为1的正方体内,有两圆相外切,并且又分别与正方体相切.(1)求两圆半径之和;(2)球的半径是多少时,两球体积之和最小.要求:方
求解一道关于球与其他的几何体的切,接的数学问题
在棱长为1的正方体内,有两圆相外切,并且又分别与正方体相切.
(1)求两圆半径之和;
(2)球的半径是多少时,两球体积之和最小.
要求:方法易懂,配图,过程详细

求解一道关于球与其他的几何体的切,接的数学问题在棱长为1的正方体内,有两圆相外切,并且又分别与正方体相切.(1)求两圆半径之和;(2)球的半径是多少时,两球体积之和最小.要求:方
(1)√3r1+r1+r2+√3r2=√3
r1+r2= √3/( √ 3 +1)=(3-√3)/2
(2)
设r1+r2=k
V=(4/3)π*r1^3+(4/3)π*r2^3=(4/3)π*(r1^3+r2^3)
=(4/3)π*(r1+r2)(r1^2-r1r2+r2^2)
=(4/3)π*(r1+r2)[(r1+r2)^2-3r1*r2]
=(4/3)π*k(k^2-3r1*r2)
而k=r1+r2>=2*(r1*r2)^(1/2)
k^2>=4r1*r2
r1*r2=(4/3)π*k(k^2-3*(1/4)k^2)
=(1/3)π*k^3
当r1=r2=k/2=(3-√3)/4,V最小