一个正三棱锥的底面边长为66,侧棱长为15 \sqrt {15},那么这个正三棱锥的体积是 ___ .

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完整解法

1. 计算底面正三角形的面积和高

底面为边长为 66 的等边三角形,其面积为:
S底=34×62=93S_{\text{底}} = \frac{\sqrt{3}}{4} \times 6^2 = 9\sqrt{3}
底面三角形的高为:
h底=6×32=33h_{\text{底}} = 6 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3}

2. 计算底面中心到底面顶点的距离

正三棱锥的顶点在底面的投影为底面等边三角形的中心(重心)。
底面中心到三角形任意顶点的距离 rr 为底面高的 23\frac{2}{3}:
r=23×33=23r = \frac{2}{3} \times 3\sqrt{3} = 2\sqrt{3}

3. 利用勾股定理求出正三棱锥的高

设正三棱锥的高为 hh,侧棱长为 15\sqrt{15}。
在由高、侧棱以及底面顶点到中心距离构成的直角三角形中,由勾股定理可得:
h=(15)2−r2=15−(23)2=15−12=3h = \sqrt{(\sqrt{15})^2 - r^2} = \sqrt{15 - (2\sqrt{3})^2} = \sqrt{15 - 12} = \sqrt{3}

4. 计算正三棱锥的体积

由棱锥的体积公式,该正三棱锥的体积为:
V=13S底h=13×93×3=9V = \frac{1}{3} S_{\text{底}} h = \frac{1}{3} \times 9\sqrt{3} \times \sqrt{3} = 9

答案

9

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