【問題】一題老師說寫得出來就給數學學期平均100的題目!!


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一個正四面體

邊長為1

請在裡面塞入20顆小球

每顆小球體積相同且固定且形狀不改變

正四面體體積固定且形狀不改變

試問 小球的最大半徑?

結果我解出來了...老師一臉驚訝...0_o

但是

我要求奧義

也就是最簡潔的解法

請各位幫幫忙吧!!!

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4層三角垛

沒錯!是四層三角垛

我的想法是

四層三角垛最外層的球的圓心連線也是一個正四面體

三角朵圓心連線的正四面體的高+一個小圓半徑+一段三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線

(看不懂得請畫圖,請將正四面體的三個點與地面接觸,剩下的那個點就是我說的頂點)

以知正四面體的高為邊長的3分之根號6倍

所以正四面體的高為3分之根號6

設小球半徑為r

三角朵圓心連線的正四面體的高就為2根號6(三角朵圓心連線的正四面體的邊長為6r)

三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線為正四面體的外接圓的半徑

以知正四面體的外接圓半徑為內切圓半徑的3倍

所以三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線為3r

算式:

3r+r+2根號6r=3分之根號6

求出r=6分之3減根號3

這是我自己的解法

我覺得太慢長了

所以尋求奧義

我要簡潔有力的算法

請各位幫忙吧!!

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沒錯!是四層三角垛

我的想法是

四層三角垛最外層的球的圓心連線也是一個正四面體

三角朵圓心連線的正四面體的高+一個小圓半徑+一段三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線

(看不懂得請畫圖,請將正四面體的三個點與地面接觸,剩下的那個點就是我說的頂點)

以知正四面體的高為邊長的3分之根號6倍

所以正四面體的高為3分之根號6

設小球半徑為r

三角朵圓心連線的正四面體的高就為2根號6(三角朵圓心連線的正四面體的邊長為6r)

三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線為正四面體的外接圓的半徑

以知正四面體的外接圓半徑為內切圓半徑的3倍

所以三角朵圓心連線的正四面體的頂點與正四面體的頂點連線為3r

算式:

3r+r+2根號6r=3分之根號6

求出r=6分之3減根號3

這是我自己的解法

我覺得太慢長了

所以尋求奧義

我要簡潔有力的算法

請各位幫忙吧!!

有一點計算錯誤!!!

是 r = 6分之3減根號6

耶所以我算對xd

但我的解法跟你差不多

我是用三角朵每層質心的高度差 = r*(8/3)^(1/2) 然後然後加三層再加4r等於正四面體的高

求出r

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