每日一题[2117]三花聚顶

三个底面半径为 $50$,高为 $120$ 的圆锥的底面在同一水平面内且两两外切,在它们之间的空间放置一个球体,若球体与三个圆锥的锥顶确定的平面相切,则球体的半径最接近(       )

A.$38.1$

B.$38.3$

C.$38.5$

D.$38.7$

E.$38.9$

答案    C.

解析    设三个圆锥的底面中心分别为 $O_1,O_2,O_3$,则从俯视图看,题中球体的球心 $P$ 在水平面上的投影 $H$ 为 $\triangle O_1O_2O_3$ 的中心.设球 $P$ 与圆锥 $O_1$ 切于点 $E$,与三个圆锥锥顶确定的平面切于点 $C$,圆锥 $O_1$ 的锥顶为 $A$,$AE$ 对应的母线为 $AB$,延长 $AB$ 与 $CP$ 交于点 $D$,如图.

设球体的半径为 $r$,则 $\triangle PED\sim\triangle BO_1A$,于是 $DP=\dfrac{13}5r$,因此 $CD=\dfrac{18}5r$,进而\[AC=\dfrac{5}{12}\cdot \dfrac{18}5r=\dfrac 32r,\]而 $AC=HO_1=\dfrac{100}{\sqrt 3}$,从而\[r=\dfrac{200}{3\sqrt 3}=\dfrac{200\sqrt 3}9=38.4\cdots,\]因此选项 $\boxed{C}$ 正确.

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