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空間中有一四面體\(ABCD\),已知\(\overline{AB}=\sqrt{30},\overline{AC}=15,\overline{AD}=9\),且\(\angle BAC=60^{\circ},\angle CAD=30^{\circ}\)。當\(sin\angle BAD=t\)時,四面體\(ABCD\)體積有最大值。試求\(t\)值。
[解答]
依題意, \( \Delta BAC, \Delta CAD \) 形狀大小皆固定
令 \( H \) 為 \( B \) 在 \( AC \) 中的投影點
以 \( \Delta CAD \) 為底面,則此底面上高的長度不大於 \( \overline{BH} \)
當 \( \Delta BAC, \Delta CAD \) 所在的兩面垂直時,有四面體 \( ABCD \) 的體積有最的值
建立坐標,計算夾角的餘弦值、正弦值
\( \vec{AB}=\sqrt{30}\cdot (\frac{1}{2},0,\frac{\sqrt{3}}{2}) \)
\( \vec{AD}=9\cdot(\frac{\sqrt{3}}{2},\frac{1}{2},0) \)
此二向量的夾角 \( \theta \),滿足 \( \cos\theta=\frac{\sqrt{3}}{4},\sin\theta=\frac{\sqrt{13}}{4} \)