字典翻译 问答 小学 数学 【一个倒等边圆锥的容器中注满水,再放一个与底面、侧面都相切的且半径为R的球,然后再轻轻将球取出,求求此时水面的高度帮帮忙吧,我只求出剩余水的体积,然后就卡着了,不知道该如何去】
问题标题:
【一个倒等边圆锥的容器中注满水,再放一个与底面、侧面都相切的且半径为R的球,然后再轻轻将球取出,求求此时水面的高度帮帮忙吧,我只求出剩余水的体积,然后就卡着了,不知道该如何去】
问题描述:

一个倒等边圆锥的容器中注满水,再放一个与底面、侧面都相切的且半径为R的球,然后再轻轻将球取出,求

求此时水面的高度

帮帮忙吧,我只求出剩余水的体积,然后就卡着了,不知道该如何去求了

刘开富回答:
  解   由于半径为R的球与圆锥与底面、侧面都相切   设等边圆锥的地面圆的直径和母线的长均为2a(圆锥的地面半径为a)   圆锥正切面(过地面直径和顶点的切面)的三角形为等边三角形   且等边三角形的各边长为2R,各个角均为60°   则圆锥的高为h=√3a   圆锥的体积为V1=(1/3)πa²(√3a)=(√3/3)πa³   由于半径为R的球与圆锥与底面、侧面都相切   所以R就是等边三角形的内切圆   所以R=(1/3)h=(√3/3)a   a=√3R   所以球的体积V2=(4/3)πR³=(4/3)π[(√3/3)a]³=(4√3/27)πa³   所以剩余水的体积V3=V1-V2=(√3/3)πa³-(4√3/27)πa³   =(5√3/27)πa³=(5√3/27)π(√3R)³=5R³/3   设剩余水的高度为x   则剩余水圆锥的地面半径r=(√3/3)x(解顶角为60°的等腰△)   剩余水的体积V3=(1/3)π[(√3/3)x]²x=(1/9)πx³   V3=V3   即(1/9)πx³=5R³/3   解得x=15^(1/3)R——15开立方乘以R   即水面的高度为15^(1/3)R=2.47R
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