- 平行关系的综合应用
- 共162题
已知四边形满足
∥
,
,
是
的中点,将
沿着
翻折成
,使面
面
,
为
的中点。
(1)求四棱的体积;
(2)证明:∥面
;
(3)求面与面
所成二面角的余弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)取的中点
连接
,因为
,
为等边三角形,则
,又因为面
面
,所以
面
,……2分
所以
…………………4分
(2)连接交
于
,连接
,因为
为菱形,
,又
为
的中点,
所以∥
,所以
∥面
…………………………………………………………………7分
(3)连接,分别以
为
轴
则
……9分
设面的法向量
,
,令
,则
设面的法向量为
,
,
令,则
…………………………………………………………11分
则,所以二面角的余弦值为
……………12分
知识点
如图,底面为平行四边形的四棱柱ABCD—A’B’C’D’,DD’⊥底面ABCD,∠DAB=60°,AB=2AD,DD’=3AD,E、F分别是AB、D’E的中点。
(1)求证:DF⊥CE;
(2)求二面角A—EF—C的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)为等边三角形,设
,则
, 即
,
底面
,
平面
,
.
.
(2)
取中点
,则
,又
,所以△
为等边三角形。
则,
.
分别以所在直线为
轴建立空间直角坐标系,设
,
则,
设平面
的法向量为
,
则
取.
平面的法向量为
,
则
取.
.
所以二面角的余弦值为
.
知识点
如图,设圆弧与两坐标轴正半轴围成的扇形区域为
,过圆弧上一点
做该圆的切线与两坐标轴正半轴围成的三角形区域为
.现随机在区域
内投一点
,若设点
落在区域
内的概率为
,则
的最大值为( )
正确答案
解析
由图像和三角形相关知识得到当所围三角形为等腰直角三角形,当切点A为等腰直角三角形斜边中点时概率P最大。可求的此时等腰三角形边长为,N面积为1 ; M面积为
,P=
。故选D.
知识点
如图,正方形ABCD、ABEF的边长都是1,而且平面ABCD、ABEF互相垂直,点M在AC上移动,点N在BF上移动,若CM=BN=a(0<a<)。
(1)求MN的长;
(2)当a为何值时,MN的长最小;
(3)当MN的长最小时,求面MNA与面MNB所成的二面角的余弦值。
正确答案
(1)
(2)(3)
解析
(1)过M作MG⊥AB,连结GN,则MG=AM·sin45°=(-a)
=1-
a=AG。
∴BG=1-AG=a, 在△BGN中,由余弦定理,得GN=
a,又∵面ABCD⊥面ABEF,
∴MG⊥面ABEF,∴MG⊥GN,∴MN=
=
(2)由(1)知MN= ,所以当a=
时,MN=
,
即M、N分别移动到AC、BF的中点时,MN的长最小,最小值为
。
(3)取MN的中点H,连结AH、BH,∵AM=AN,BM=BN,∴AH⊥MN,BH⊥MN。
∠AHB即为二面角α的平面角,又AH=BH=,所以,由余弦定理,得
cosα=,故所求二面角的余弦值为
。
知识点
将一个半径适当的小球放入如图所示的容器最上方的入口处,小球将自由下落,小球在下落的过程中,将3次遇到黑色障碍物,最后落入袋或
袋中,已知小球每次遇到障碍物时,向左、右两边下落的概率都是
。
(1)求小球落入袋的概率
及落入
袋中的概率
(2)在容器的入口处依次放入4个小球,记为落入
袋中的小球个数。试求
时的概率,并求
的期望和方差。
正确答案
(1)(2)3,
解析
(1)记“小球落入袋中”为事件
,“小球落入
袋中”为事件
,则事件
的对立事件为
,而小球落入
袋中当且仅当小球一直向左落下或一直向右落下,
故: --------------4分
从而 ,,,,6分
(2)显然,随机变量故
,-----8分
,
------------------12分
知识点
如图所示,一个三棱锥的三视图是三个直角三角形 (单位:cm),则该三棱锥的外接球的表面积为 ____________cm2。
正确答案
解析
这个三视图,实际最好办 很多孩子还原回直观图
这个就是长方体的角锥!然后,外接球直径就是长方体的体对角线
2、3、4恰好是长方体的三条棱长
知识点
如图,四棱锥S-ABCD底面是正方形,SD⊥平面ABCD,SD=AD=2,E是线段SD上的点.
(1)求证:点E在线段SD上的任何位置,都有AC⊥BE;
(2)若二面角C-AE-D的大小为600,求DE的值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)向量法、分别以DA、DC、DS所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标 ,设则有E(0,0,m),
,
所以
。 (6分)
(12分)
方法二,综合法也易证,易求。
知识点
在△中,角
、
、
所对的边长分别为
、
、
,且
,
(1)若,
,求
的值;
(2)若,求
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)在△中,
。
所以。
,所以
,
由余弦定理,
得。
解得或
,
(2)
.
由(1)得,所以
,
,
则.
∴.
∴.
∴的取值范围是
.
知识点
四棱锥底面是平行四边形,面
面
,
,
,
分别为
的中点。
(1)求证:
(2)求二面角的余弦值
正确答案
见解析
解析
解:
解法一(1)取PB中点G点,
①
所以
②
由 ①②可知,
(2)取 的中点
,
是二面角
的平面角
由 (2)知
即二面角
的余弦值为
解法二 :
(1)
建系令
,
(2)设平面PAD的法向量为
,
令
所以
平面PAB的法向量
,即二面角
的余弦值为
知识点
如图,在平面直角坐标系
中,将直线
与直线
及
轴所围成的图形绕
轴旋转一周得到一个圆锥,圆锥的体积
,据此类比:将曲线
与直线
及
轴所围成的图形绕
轴旋转一周得到一个旋转体,该旋转体的体积
正确答案
2π
解析
略
知识点
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