高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)

一道高中立体几何求立方体的体积

金字塔有一个正方形的基底,边长为1,侧面为等边三角形。一个立方体被放置在金字塔中,它的一个面在金字塔的底部,而它的另一个面的所有顶点都在金字塔的侧棱上。这个正立方体的体积是多少?

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(1)

解法1:首先要把立体问题转化成平面问题,如图,如果从四面体的顶点做一个平行与底边并垂直底面的垂面,那么剖面是:

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(2)

利用勾股定理可以求出高是h, h的平方=3/4-1/4=1/2,故h=1/√2,

利用三角形的相似性

x/1=(h-x)/h, 求出,

x=h/(1 h), 将h带入,

x=√2-1

因此所求的体积是:

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(3)

解法2:另一种转化成平面的解法是,从顶点和正方体上表面的对角线上的两点做剖面,如图,可以很容易证明该三角形是直角三角形,这是由三个边长决定的。

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(4)

底边列出等式:

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(5)

由此得出体积:

高中几何图形的体积转化方式(一道高中立体几何求立方体的体积)(6)

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