问题 填空题

正四棱锥S-ABCD内接于一个半径为R的球,那么这个正四棱锥体积的最大值为______.

答案

设正四棱锥S-ABCD的底面边长等于a,底面到球心的距离等于x

则:x2+(

2
2
a) 2=R 2

而正四棱锥的高为h=R+x

故正四棱锥体积为:

V(x)=

1
3
×a2h=
1
3
×a2(R+x)
=
2
3
(R 2-x 2)(R+x)

其中x∈(0,R)

2
3
(R 2-x 2)(R+x) =
1
3
(2R-2x)(R+x)(R+x)
1
3
×(
(2R-2x)+(R+x)+(R+x)
3
 3
=
64
81
R3

当且仅当x=

1
3
R时,等号成立

那么这个正四棱锥体积的最大值为:

64
81
R3

故答案为:

64
81
R3

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