有一个轴截面为正三角形的圆锥容器,内放一个半径为R的内切圆球,然后住满水,把球从容器中取出,水不损耗

题目

有一个轴截面为正三角形的圆锥容器,内放一个半径为R的内切圆球,然后住满水,把球从容器中取出,水不损耗

答案

按照题意,如图
∵截面是正三角形
∴∠OBA=30°
∵OA=r
∴OB=2r
∴高BC=OB+OC=3r
∴水平面的半径为r√3
∴放入铁球后,体积为(1/3)×π(r√3)²×3r=3πr³
其中铁球占体积为(4/3)πr³
∴水的体积为3πr³-(4/3)πr³=(5/3)πr³
设取出水球后,高度为h,则水面半径为h/√3
则水的体积为(1/3)π(h/√3)²×h=πh³/9
即πh³/9=(5/3)πr³
∴h=r√15
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