Question

三棱錐P-ABC中，頂點(diǎn)P在平面ABC上的射影為O，且滿足，A點(diǎn)在側(cè)面PBC上的射影H是△PBC的垂心，PA=6，則此三棱錐體積最大值是（ ）
A．12
B．36
C．48
D．24

Answer 1

【答案】分析：由，說明P點(diǎn)在平面ABC內(nèi)的射影O為底面三角形的重心，再由A點(diǎn)在平面PBC內(nèi)的射影為三角形PBC的垂心，可證得BC⊥PA，從而可證明AD⊥BC，根據(jù)D為BC的中點(diǎn)，說明AB=AC，同理可證AB=BC，得到底面三角形ABC為
等邊三角形，設(shè)底面邊長為x，把高PO用x表示，寫出三棱錐體積公式后運(yùn)用基本不等式求最大值．
解答：解：如圖，∵O是P在平面ABC內(nèi)的射影，且滿足，
∴O為三角形ABC的重心，連接AO并延長交BC于D，連接BO并延長交AC于F，則D、F分別為BC和AC的中點(diǎn)，
∵AH⊥平面PBC，BC?平面PBC，∴AH⊥BC，
∵H為三角形PBC的垂心，∴PH⊥BC，又∵PH∩AH=H，
∴BC⊥平面PAH，∴BC⊥PA，
∵PO⊥平面ABC，BC?平面ABC，∴PO⊥BC，
又∵PA∩PO=P，∴BC⊥平面PAO，∴BC⊥AO，BC⊥AD．
D為BC的中點(diǎn)，AD⊥BC，∴AB=AC．
∵CH⊥PB，AH⊥PB，AH∩CH=H，∴PB⊥面AHC，∴PB⊥AC，
又∵PO⊥AC，PO∩PB=P，∴AC⊥平面PBO，
∴AC⊥BO，AC⊥BF，
又∵F為AC的中點(diǎn)，∴AB=BC，∴三角形ABC為等邊三角形．
設(shè)三角形ABC的邊長為x，則AD=，AO=，又PA=6，
∴PO=
∴==≤=36．
當(dāng)且僅當(dāng)，即x=時“=”成立．
故選B．
點(diǎn)評：本小題主要考查空間線面關(guān)系、幾何體的體積等知識，考查數(shù)形結(jié)合、化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法，以及空間想象能力、推理論證能力和運(yùn)算求解能力，考查了運(yùn)用基本不等式求函數(shù)最值，此題屬中檔題．