(本小题满分14分)
现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥,下部的形状是正四棱柱(如图所示),并要求正四棱柱的高是正四棱锥的高的倍。
(1)若,,则仓库的容积是多少?
(2)若正四棱柱的侧棱长为,则当为多少时,仓库的容积最大?
【出处】
(1)因为且,所以,因为且为正四棱锥,为正四棱柱,所以。
(2)设,则,为直角三角形,则,,所以。令(),则,,令,得,当时,;当时,,所以当时,取极大值,由于此为一个极值点,即最大值。当时,,。综上所述,当为时,仓库容积最大。
本题主要考查空间几何体。
(1)根据已知条件求出所需边长,代入体积公式求解即可;
(2)设出边长,求出体积,讨论其取值范围即可。