每日一题:2026-05-04

题目

金字塔在埃及和美洲等地均有分布,现在的尼罗河下游,散布着约80座金字塔遗迹,大小不一,其中最高大的是胡夫金字塔。如图,胡夫金字塔可以近似看做一个正四棱锥,则该正四棱锥的5个面所在的平面将空间分成\underline{\hspace{2em}}部分(用数字作答)。

参考解答

解析:

本题考察空间平面的分割问题。关键在于将正四棱锥的四个侧面看作四个空间平面,分析它们能产生的最大分割数。

步骤一:基础模型——无上顶正方体的分割

假想一个没有上顶的正方体(即四个侧面和底面),这5个平面将空间分成 1818 块。

步骤二:四个侧面的极限倾斜分析

将正四棱锥的四个侧面无限延伸为四个空间平面。当四个侧面绕底面四边向外倾斜至极限位置时,这四个平面在顶点以下(不含底面)的"水平范围"内最多能将空间分割成 99 个区域。

步骤三:顶点以上的对称分割

同理,四个侧面向上延伸的平面在顶点以上的空间中同样能分割出 99 个区域,形成上下对称的"双四棱锥"结构。

步骤四:重复区域的扣除

但上下两组 99 个区域中,有 44 个区域是重叠的(对应九宫格中标记"×"的位置)。

因此,总的空间分割数为:

18+94=2318 + 9 - 4 = 23

答案:23\displaystyle 23