Question

已知一几何体的三视图如图，主视图与左视图为全等的等腰直角三角形，直角边长为6，俯视图为正方形，（1）

已知一几何体的三视图如图，主视图与左视图为全等的等腰直角三角形，直角边长为6，俯视图为正方形，（1）求点A到面SBC的距离；（2）有一个小正四棱柱内接于这个几何体，棱柱底面在面ABCD内，其余顶点在几何体的棱上，当棱柱的底面边长与高取何值时，棱柱的体积最大，并求出这个最大值．

Answer 1

由其三视图得：原图形为一直四棱锥，高为6，底面是边长为6的正方形，顶点在点A的正上方．如图①．
（1）过A做AE⊥SB于E，
因为BC⊥AB，且为直棱锥
所以BC⊥面SAB?BC⊥AE   
所以有AE⊥面SCB．
在RT△SAB中，因为两直角边均为6，而且 AE为斜边上的高，所以AE=3

2

．
∴点A到面SBC的距离：3

2

．
（2）如图②，设AF=a，KF=h．
则有

KF

AB

＝

SF

SA

?KF=SF?6-h=a．
所以所求体积：V=S?h=a²?h=a²?（6-a）=6a²-a³．
∴V′=12a-3a²=3a（4-a）．
当a＞4时，V′＜0，
当0＜a＜4时，V′＞0．
∴当a=4时，此时h=2，体积V取最大值，其最大值为：V=6×4²-4³=32．
所以当棱柱的底面边长为4，高为2时，棱柱的体积最大，最大值为32．