1992 AIME 第 7 题

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7.

面 ABCABC 和面 BCDBCD 属于四面体 ABCDABCD,二者的二面角为 30∘30^\circ。面 ABCABC 的面积为 120120,面 BCDBCD 的面积为 8080,且 BC=10BC=10。求该四面体的体积。
Faces ABCABC and BCDBCD of tetrahedron ABCDABCD meet at an angle of 30∘.30^\circ. The area of face ABCABC is 120,120, the area of face BCDBCD is 80,80, and BC=10.BC=10. Find the volume of the tetrahedron.
答案:320
知识点:立体几何三角学体积
小提示:
求两个面中从 AA 和 DD 到公共棱 BCBC 的高
Find the altitudes from AA and DD to the common edge BCBC
大提示:
从 DD 到平面 ABCABC 的高,等于该点所在面内的高乘以 sin⁡30∘\sin30^\circ
The height from DD to plane ABCABC is its face altitude multiplied by sin⁡30∘\sin30^\circ
解答:
以 BCBC 为底边,面 ABCABC 和面 BCDBCD 中对应的高分别为 2(120)10=24\frac{2(120)}{10}=24 和 2(80)10=16\frac{2(80)}{10}=16。由于二面角为 30∘30^\circ,从 DD 到平面 ABCABC 的垂直高度为 16sin⁡30∘=816\sin30^\circ=8。以面 ABCABC 为底面,体积为 13(120)(8)=320。\frac13(120)(8)=320\text{。}
The altitudes to BCBC in faces ABCABC and BCDBCD are 2(120)10=24\frac{2(120)}{10}=24 and 2(80)10=16,\frac{2(80)}{10}=16, respectively. Because the dihedral angle is 30∘,30^\circ, the perpendicular height from DD to plane ABCABC is 16sin⁡30∘=8.16\sin30^\circ=8. Using face ABCABC as the base, the volume is 13(120)(8)=320.\frac13(120)(8)=320.
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