- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图是一个组合体.它下部的形状是高为10m的圆柱,上部的形状是母线长为30m的圆锥.试问当组合体的顶点O到底面中心O′的距离为多少时,组合体的体积最大?最大体积是多少?
正确答案
解:设圆锥的高为x,半径为r,则r= (0<x<30)
V(x)=
=
V′(x)=-π(x2+20x-300)
令V′(x)=0解得x=-30(不合题意,舍去),x=10.
当0<x<10时,V′(x)>0,V(x)为增函数;当10<x<30时,V′(x)<0,V(x)为减函数
所以当x=10时,V(x)最大.即当OO′=20m时,组合体的体积最大…(9分)
最大体积为.
解析
解:设圆锥的高为x,半径为r,则r= (0<x<30)
V(x)=
=
V′(x)=-π(x2+20x-300)
令V′(x)=0解得x=-30(不合题意,舍去),x=10.
当0<x<10时,V′(x)>0,V(x)为增函数;当10<x<30时,V′(x)<0,V(x)为减函数
所以当x=10时,V(x)最大.即当OO′=20m时,组合体的体积最大…(9分)
最大体积为.
如果轴截面为正方形的圆柱的侧面积是4π,那么圆柱的体积等于( )
正确答案
解析
解:设圆柱的高为:h,轴截面为正方形的圆柱的底面直径为:h,
因为圆柱的侧面积是4π,
所以h2π=4π,∴h=2,所以圆柱的底面半径为:1,
圆柱的体积:π×12×2=2π.
故选B.
有一个底面半径和高都是R的圆锥形密闭容器,容器中装有一些水.如果底朝下(且水平)时水的高度为1/2R,那么当底面朝上(且水平)时容器中水的高度为多少?
正确答案
解:如图,设圆锥的顶点为S,它在底面上的射影是O,底朝下(且水平)时水面的圆心为Q,底面朝上(且水平)时水面的圆心为A.则
VSO=πR2×R=
πR3
∴VQO=πR3-
π(
)3=
πR3
又VSA=πh2×h=
πh3
由VSQ=VOA=πR3
∴h=R.
那么当底面朝上(且水平)时容器中水的高度为R.
解析
解:如图,设圆锥的顶点为S,它在底面上的射影是O,底朝下(且水平)时水面的圆心为Q,底面朝上(且水平)时水面的圆心为A.则
VSO=πR2×R=
πR3
∴VQO=πR3-
π(
)3=
πR3
又VSA=πh2×h=
πh3
由VSQ=VOA=πR3
∴h=R.
那么当底面朝上(且水平)时容器中水的高度为R.
若圆柱的母线与底面直径和为3,则该圆柱的侧面积的最大值为______.
正确答案
解析
解:设圆柱的底面半径为r,高为h,则依题意有2r+h=3,且0<r<.
故其侧面积S=2πrh=2πr(3-2r)=4πr(-r)≤4π×
=
,
当且仅当r=时,取等号.
所以圆柱的侧面积的最大值等于.
故答案为:.
如图,有一圆柱形的开口容器(下表面密封),其轴截面是边长为2的正方形,P是BC中点,现有一只蚂蚁位于外壁A处,内壁P处有一米粒,则这只蚂蚁取得米粒所需经过的最短路程为 ______.
正确答案
解析
解:侧面展开后得矩形ABCD,其中AB=π,AD=2问题转化为在CD上找一点Q,
使AQ+PQ最短作P关于CD的对称点E,连接AE,
令AE与CD交于点Q,则得AQ+PQ的最小值就是AE为.
故答案为:.
若圆锥的侧面展开图是圆心角为120°,半径为1的扇形,则这个圆锥的表面积与侧面积的比是( )
正确答案
解析
解:圆锥的侧面积=π×12×=
,
圆锥的底面半径=2π×1×÷2π=
,
圆锥的底面积==
,
圆锥的表面积=侧面积+底面积==
,
∴这个圆锥的表面积与侧面积的比=:
=4:3.
故选C.
上、下底面面积分别为2,4,高为3,则圆台的体积为______.
正确答案
6+2
解析
解:∵圆台的上下底面面积分别为2,4,高为3,
∴圆台的体积V==6+2
.
故答案为:6+2.
已知,ABCD为等腰梯形,两底边为AB,CD且AB>CD,绕AB所在的直线旋转一周所得的几何体中是由______、______、______的几何体构成的组合体.
正确答案
圆锥
圆台
圆锥
解析
解:根据题意画出等腰梯形ABCD,并作DE⊥AB,CF⊥AB,垂足分别为E和F:
有图得,直角三角形△ADE旋转后得到一个圆锥,矩形DEFC得到一个圆柱,
直角三角形△BCF旋转后得到一个圆锥,
故答案为:圆锥、圆柱、圆锥.
圆柱的侧面展开图是边长为6π和4π的矩形,则圆柱的表面积为______.
正确答案
24π2+18π或24π2+8π
解析
解:∵圆柱的侧面展开图是边长为6π和4π的矩形,
①若6π=2πr,r=3,∴圆柱的表面积为:4π×6π+2×πr2=24π2+18π;
②若4π=2πr,r=2,∴圆柱的表面积为:4π×6π+2×πr2=24π2+8π;
故答案为:24π2+18π或24π2+8π.
用一个平面去截一个几何体,得到的截面是四边形,这个几何体可能是 ( )
正确答案
解析
解:用一个平面去截一个圆锥,得到的图形可能是圆、椭圆、抛物线、双曲线的一支、三角形,不可能是四边形,故A不满足要求;
用一个平面去截一个圆柱,得到的图形可能是圆、椭圆、四边形,故B满足要求;
用一个平面去截一个球体,得到的图形只能是圆,故C不满足要求;
故选B
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