- 空间几何体的结构
- 共7713题
在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD丄底面ABCD,侧棱PA="PD" =
,底面 ABCD为直角梯形,其中BC//AD,AB丄AD,AD=2AB=2BC=2,0为AD中点.
①求证PO丄平面ABCD
②求异面直线PB与CD的夹角;
③求点A到平面PCD的距离.
正确答案
略
在斜三棱柱中,侧面
平面
,
,
为
中点.
(1)求证:;
(2)求证:平面
;
(3)若,
,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)参考解析;(2)参考解析;(3)
试题分析:(1)要证明线面垂直,根据线面垂直的判断定理,需要证明直线垂直平面内的两条相交直线,或者用面面垂直的性质定理,转化为线面垂直在转到线线垂直的结论,本小题是根据题意,利用第二种方法证明.
(2)线面平面平行的证明,关键是在平面内找到一条直线与要证明的直线平行,根据D点是中点,利用中位线的知识可得到直线的平行,所以把直线交点与点D连结即可.线面平行还有一种就是转化为面面平行.线面平行的证明就是这两种判断的相互转化.
(3)根据体积公式,以及题意很容易确定高以及底面的面积,即可求出体积.
试题解析:(1)证明:因为 ,
所以 ,
又 侧面平面
,
且 平面平面
,
平面
,
所以 平面
,
又 平面
,
所以 .
(2)证明:设与
的交点为
,连接
,
在中,
分别为
,
的中点,
所以 ,
又平面
,
平面
,
所以 平面
.
(3)解:由(1)知,平面
,
所以三棱锥的体积为
.
又 ,
,
所以 , 所以
.
三棱锥的体积等于
.
用一个平面去截正方体,有可能截得的是以下平面图形中的 .(写出满足条件的图形序号)
(1)正三角形 (2)梯形 (3)直角三角形 (4)矩形
正确答案
(1)(2)(4)
试题分析:在正方体中,当截面为
时,可得正三角形,故(1)正确。设AB中点为E,BC中点为F,当截面为
时,截面为梯形,故(2)正确。当截面图像有一个角为直角时,其截面必与正方体的一个面平行,此时截面比为四边形,不可能是三角形,所以(3)不正确。当截面为
时,可得矩形,故(4)正确。
以正方体的任意4个顶点为顶点的几何形体有
①空间四边形;
②每个面都是等边三角形的四面体;
③最多三个面是直角三角形的四面体;
④有三个面为等腰直角三角形,有一个面为等边三角形的四面体.
正确答案
①②④
试题分析:①只要不在同一平面上的四个点连结而成的四边形都是空间四边形. ②从一个顶点出发与它的三个对角面的顶点连结所成的四棱锥符合条件.最多有四个直角四面体.由一个顶点和又该点出发的两条棱的端点及一个对角面的定点四点即可.所以③不成立. ④显然成立.故选①②④.
正三棱锥中,
,
,
分别是棱
上的点,
为边
的中点,
,则三角形
的面积为 .
正确答案
试题分析:根据题意在正三棱锥中,
为边
的中点,故可得
,则
,又由
,故
,假设
又在
中,
,则
,故
.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD∥BC,∠ABC=∠PAD=90°,侧面PAD⊥底面ABCD,若PA=AB=BC=,AD=1.
(I)求证:CD⊥平面PAC;
(II)求二面角A-PD-C的余弦值.
正确答案
(I)见解析;(II).
试题分析:(I)先根据已知条件证明,那么就有
,在根据题中已知边的长度,由勾股定理证明
,根据直线与平面垂直的判定定理即可证明
;(II)设
为
中点,连结
,过
作
于
,证明
是二面角
的平面角.再由
,解得
和
的值,求
的余弦值即可.
试题解析:(I)∵,∴
.
又∵,
,且
,
∴.
又,∴
. 3分
在底面中,∵
,
,
∴,有
,∴
.
又∵, ∴
. 6分
(II)设为
中点,连结
,则
.
又∵,
,
,∴
.
∵,∴
.
过作
于
,
∵,∴
,
∴,∴
是二面角
的平面角. 9分
由已知得,
, ∴
.
由得,
,∴
,
∴,
∴.
即二面角的余弦值为
. 12分
如图,四边形是正方形,
,
,
,
(Ⅰ)求证:平面平面
;
(Ⅱ)求三棱锥的高
正确答案
①见解析 ②
试题分析:(I)要证面面垂直,只要证明线面垂直,只要证明线线垂直:即找到直线(Ⅱ)因为
,所以求点面距离转化为等体积方法计算,容易求出三角形
的面积与高
的值, 再计算出三角形
的面积即可
试题解析:(Ⅰ)平面
,且
平面
,
,
又是正方形,
,而梯形
中
与
相交,
平面
,
又平面
,
平面
平面
4分
(Ⅱ)设三棱锥的高为
,
已证平面
,又
,则
,
,
由已知,得
,
,
, 6分
故,
8分
则 10分
12分
故三棱锥的高为
(其他做法参照给分)
(本小题满分14分)如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,,AA1=4,点D是AB的中点。
(1)求证:AC ⊥ BC1;
(2)求证:AC 1 // 平面CDB1;
(3)求多面体的体积。
正确答案
解:(1)∵底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,∴AC⊥BC, (2分)
又在直三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥底面ABC,AC底面ABC,∴CC1⊥AC,(3
分)
BC、CC1
平面BCC1,且BC 与CC1相交 ∴ AC⊥平面BCC1;(5分)
而BC1平面BCC1 ∴ AC⊥BC1 (6分)
(2)设CB1与C1B的交点为E,连结DE,
∵D是AB的中点,E是BC1的中点, ∴ DE//AC1, (8分)
∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1, ∴ AC1//平面CDB1 (10分)
(3) (11分)=
-
(13分)
="20 " (14分)
略
(12分)右图为一简单组合体,其底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC//PD,且PD=AD=2CE=2 .
(1)若N为线段PB的中点,求证:EN⊥平面PDB;
(2)求该几何体的体积;
正确答案
(1)证明:连结AC与BD交于点F, 连结NF,
∵F为BD的中点,N为PB的中点
∴NF//PD且NF=
PD
又EC//PD且EC=
PD
∴NF//EC且NF=EC
∴四边形NFCE为平行四边形
∴NE//FC
∵PD⊥平面ABCD,,AC平面ABCD
∴PD⊥AC, ∵AC⊥BD且PD∩BD=D
∴AC⊥平面PBD ∵EN//AC
∴NE⊥平面PBD
(2)∵PD⊥平面ABCD,,BC平面ABCD
∴PD⊥BC,
∵BC⊥CD,平面PDCE∩平面DBC=CD ∴BC⊥平面PDCE
∵
∴四棱锥B-CEPD的体积
∵三棱锥P-ABD的体积
略
(本小题满分12分)
如图,在三棱锥中,
底面ABC,
,
AP="AC," 点,
分别在棱
上,且BC//平面ADE
(Ⅰ)求证:DE⊥平面
;
(Ⅱ)当二面角为直二面角时,求多面体ABCED与PAED的体积比。
正确答案
解:(Ⅰ)BC//平面ADE, BC
平面PBC, 平面PBC
平面ADE=DE
BC//ED …………2分
∵PA⊥底面ABC,BC底面ABC ∴PA⊥BC. ………3分
又,∴AC⊥BC.
∵PAAC="A," ∴BC⊥平面PAC. …………5分
∴DE⊥平面. …………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知, DE⊥平面PAC,
又∵AE平面PAC,PE
平面PAC,∴DE⊥AE,DE⊥PE,
∴∠AEP为二面角的平面角, …………8分
∴,即AE⊥PC, …………9分
∵AP="AC," ∴E是PC的中点,ED是PBC的中位线。………10分
………12分
略
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