等腰Rt△ACB,AB=2,.以直线AC为轴旋转一周得到一个圆锥,D为圆锥底面一点,BD⊥CD,CH⊥AD于点H,M为AB中点,则当三棱锥C-HAM的体积最大时,CD的长为
A.
B.
C.
D.
网友回答
C解析分析:根据题意,结合线面垂直的判定与性质,证出AB⊥平面CMH,从而AM是三棱锥C-HAM的高,得VC-HAM=S△CMH×AM,因此当S△CMH达到最大值时,三棱锥C-HAM的体积最大.设∠BCD=θ,利用Rt△ACD中等积转换和Rt△ABD∽Rt△AHM,算出CH、HM关于θ的式子,从而得到S△CMH=CH?HM=,最后根据基本不等式得当tanθ=时,S△CMH达到最大值,根据同角三角函数的基本关系算出cosθ=,从而得出CD的长为,即为当三棱锥C-HAM的体积最大时CD的长.解答:根据题意,得∵AC⊥平面BCD,BD?平面BCD,∴AC⊥BD,∵CD⊥BD,AC∩CD=C,∴BD⊥平面ACD,可得BD⊥CH,∵CH⊥AD,AD∩BD=D,∴CH⊥平面ABD,可得CH⊥AB,∵CM⊥AB,CH∩CM=C,∴AB⊥平面CMH,因此,三棱锥C-HAM的体积V=S△CMH×AM=S△CMH由此可得,当S△CMH达到最大值时,三棱锥C-HAM的体积最大设∠BCD=θ,则Rt△BCD中,BC=AB=可得CD=,BD=Rt△ACD中,根据等积转换得CH==Rt△ABD∽Rt△AHM,得,所以HM==因此,S△CMH=CH?HM==∵4+2tan2θ≥4tanθ,∴S△CMH=≤=,当且仅当tanθ=时,S△CMH达到最大值,三棱锥C-HAM的体积同时达到最大值.∵tanθ=>0,可得sinθ=cosθ>0∴结合sin2θ+cos2θ=1,解出cos2θ=,可得cosθ=(舍负)由此可得CD==,即当三棱锥C-HAM的体积最大时,CD的长为故选:C点评:本题给出旋转体中,求三棱锥的体积最大值时CD的长,着重考查了线面垂直的判定与性质、基本不等式求最值、相似三角形中比例线段的计算和同角三角函数基本关系等知识,属于中档题.