- 棱柱、棱锥、棱台的体积
- 共170题
如图,几何体中,为边长为的正方形,为直角梯形,,,,,。
(1)求异面直线和所成角的大小;
(2)求几何体的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)解法一:在的延长线上延长至点使得,连接.
由题意得,,,平面,
∴平面,∴,同理可证面.
∵ ,,
∴为平行四边形,
∴.
则(或其补角)为异面直线和
所成的角.
由平面几何知识及勾股定理可以得
在中,由余弦定理得
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和所成的角为,
解法二:
同解法一得所在直线相互垂直,故以为原点,所在直线
分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
可得,
∴ ,
得.
设向量夹角为,则
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和所成的角为,
(2)
如图,连结,过作的垂线,垂足为,则平面,且
∵
.
∴ 几何体的体积为
知识点
在直角梯形ABCD中,ADBC,,,如图(1),把沿翻折,使得平面,如图(2)。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积;
(3)在线段上是否存在点N,使得?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵平面,,
∴, 2分又∵,∴。 …4分
(2)如图(1)在。
,在。
∴。
如图(2),在,过点做于,∴。
, 7分∴。
(3)在线段上存在点N,使得,理由如下:
如图(2)在中,,∴,
过点E做交于点N,则,
∵, …10分
又,,,
又,∴。
∴在线段上存在点N,使得,此时。
知识点
如图,已知⊥平面,∥,=2,且是
的中点。。
(1)求证:∥平面;
(2)求证:平面BCE⊥平面;
(3)求此多面体的体积
正确答案
见解析。
解析
(1)取CE中点P,连结FP、BP,∵F为CD的中点, ∴FP∥DE,且FP=
又AB∥DE,且AB= ∴AB∥FP,且AB=FP,
∴ABPF为平行四边形,∴AF∥BP,
又∵AF平面BCE,BP 平面BCE, ∴AF∥平面BCE
(2)∵,所以△ACD为正三角形,∴AF⊥CD
∵AB⊥平面ACD,DE//AB ∴DE⊥平面ACD 又AF平面ACD
∴DE⊥AF 又AF⊥CD,CD∩DE=D
∴AF⊥平面CDE 又BP∥AF ∴BP⊥平面CDE
又∵BP平面BCE ∴平面BCE⊥平面CDE
(3)此多面体是一个以C为定点,以四边形ABED为底边的四棱锥,
,等边三角形AD边上的高就是四棱锥的高
知识点
在长方体中,,分别是所在棱的中点,点是棱上的动点,联结,如图所示。
(1)求异面直线所成角的大小(用反三角函数值表示);
(2)求以为顶点的三棱锥的体积。
正确答案
(1)(2)2
解析
联结,在长方体中,有.
又是直角三角形的一个锐角,
∴就是异面直线所成的角.
由,可算得.
∴,即异面直线所成角的大小为.
(2)由题意可知,点到底面的距离与棱的长相等。
∴。
∵,
∴
知识点
图4,PA垂直于⊙O所在平面ABC,AB为⊙O的直径,PA=AB=2,,C是弧AB的中点.
(1)证明:BC平面PAC;
(2)证明:CFBP;
(3)求四棱锥C—AOFP的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)
证明:∵PA⊥平面ABC,BC⊥平面ABC,
∴BC⊥PA.
∵△ACB是直径所对的圆周角,
∴,即BCAC.
又∵,∴平面.
(2)证明:∵PA⊥平面ABC,OC⊥平面ABC,
∴OC⊥PA.
∵C是弧AB的中点,
∴△ABC是等腰三角形,AC=BC,
又O是AB的中点,∴OC⊥AB.
又∵,∴平面,又平面,
∴.
设BP的中点为E,连结AE,则,
∴.
∵,∴平面. 又平面,∴.
(3)解:由(2)知平面,∴是三棱锥的高,且.
又∵,
∴
又∵
∴四棱锥的体积
知识点
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