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请问一个球在正四面体中任意滚动能覆盖的最大体积怎么算?

请问一个球在正四面体中任意滚动能覆盖的最大体积怎么算?

的有关信息介绍如下:

请问一个球在正四面体中任意滚动能覆盖的最大体积怎么算?

这个很好想呀,球在原正四面体滚动,覆盖不了的区域,就是缩小正四面体到,与球外切,相减的区域。放大后,正四面体棱张成的二面角与球相切,也是不可到达的区域。最终可到达的区域体积是:原四面体体积 – (外切四面体体积 - 球体积) - 6个棱长相切的柱状区域。

边长为a,正四面体的体积公式是√2a³/12。半径为r,球的体积公式是 4πr^3/3。这两个公式不记得,可以自行推导。

四面体,相邻两个面构成的二面角可以计算出,然后与圆相切,计算出圆与两边围成的横截面积。柱状区域的高计算难一些。

设原正四面体的棱长为a。球的半径为r,球的外切四面体的棱长为2r/√3,搭配上面两个体积公式,就很容易计算了。