Question

【題目】如圖，在四棱錐中，，平面，底面為正方形，且.若四棱錐的每個(gè)頂點(diǎn)都在球的球面上，則球的表面積的最小值為_____；當(dāng)四棱錐的體積取得最大值時(shí)，二面角的正切值為_______.

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)．要求球的表面積的最小值，需求出球的表面積的算式，為此又需求出球的半徑，從而根據(jù)算式的特點(diǎn)，用函數(shù)的單調(diào)性或不等式求出最小值．

(2)．列出四棱錐的體積的算式，求出體積取得最大值時(shí)變量的取值，從而求出二面角的正切值．

(1)．設(shè)，則.∵平面，

∴，又，

∴平面，

則四棱錐可補(bǔ)形成一個(gè)長方體，球的球心為的中點(diǎn)，

從而球的表面積為.

(2)．四棱錐的體積，

則，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，.

故，此時(shí)，.

過作于，連接，

則為二面角的平面角.

∵，∴.