问题:要将一块直径为2m的半圆形铁皮加工成一个圆柱的两个底面和一个圆锥的底面.操作:方案一:在图1中,设计一个圆锥底面最大,半圆形铁皮得以最充分利用的方案(要求:画示

发布时间:2020-08-10 03:37:03

问题:要将一块直径为2m的半圆形铁皮加工成一个圆柱的两个底面和一个圆锥的底面.
操作:
方案一:在图1中,设计一个圆锥底面最大,半圆形铁皮得以最充分利用的方案(要求:画示意图);
方案二:在图2中,设计一个圆柱两个底面最大,半圆形铁皮得以最充分利用的方案(要求:画示意图).
探究:
(1)求方案一中圆锥底面的半径;
(2)求方案二中半圆圆心为O,圆柱两个底面圆心为O1、O2,圆锥底面的圆心为O3,试判断以O1、O2、O3、O为顶点的四边形是什么样的特殊四边形,并加以证明.

网友回答

解:(1)如图,当圆锥的底面与半圆内切且与直径相切时,圆锥底面面积最大,故圆锥的直径是半圆的半径,所以圆锥的半径是0.5m.


(2)如图,当两个圆柱的底面外切,且分别与半圆内切,与半圆的直径相切时,圆柱的底面面积最大,由于该图是关于OC成轴对称图形,且扇形OAC顺时旋转90度后,能与图形也能重合,故有四边形的四边相等,四角为直角,所以是正方形.

解析分析:(1)当圆锥的底面与半圆内切,且与直径相切时,圆锥底面面积最大,而两个圆柱的底面分别与圆锥底面外切,且与半圆内切,与半圆的直径相切.
(2)当两个圆柱的底面外切,且分别与半圆内切,与半圆的直径相切时,圆柱的底面面积最大,此时圆锥底面与半圆内切,又与两个圆柱底面外切.由圆的对称性质,可知得到以O1、O2、O3、O为顶点的四边形是正方形.

点评:本题利用了两圆相切的概念及图形的对称性求解.
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