- 空间几何体的结构
- 共7713题
将4×6的矩形铁皮作为圆柱的侧面围成一个圆柱,则圆柱的最大体积是______.
正确答案
解析
解:当矩形的边长4作为圆柱的底面周长时,圆柱的高为6,设底面半径为r,由2πr=4 可得 r=,
此时圆柱的体积为 π•r2•h=π••6=
.
当矩形的边长6作为圆柱的底面周长时,圆柱的高为4,设底面半径为R,由2πR=6 可得 R=,
此时圆柱的体积为 π•R2•h=π••4=
,
故圆柱的最大体积为 ,
故答案为 .
将一个等腰梯形绕着它的较长的底边所在的直线旋转一周,所得的几何体包括( )
正确答案
解析
解:等腰梯形较长的边可能是下底也可能是腰
当较长的边是下底时,等腰梯形线旋转一周所得的几何体包括,一个圆柱、两个圆锥
当较长的边是腰时,等腰梯形线旋转一周所得的几何体包括,一个圆锥,一个圆台再挖掉一个圆锥
故选:C
下列命题中正确的是______(填序号)
①棱柱被任一平面截成的两部分都是棱柱;
②棱台的所有侧面都是等腰梯形;
③用一个平面去截圆锥,得到的几何体是一个圆锥和一个圆台;
④用任一平面去截球得到的截面都是圆面.
正确答案
④
解析
解:对于①,由于棱柱被不平行于底的平面截得的两部分不是棱柱,故①不正确;
对于②,只有正棱台的所有侧面才是等腰梯形,故②不正确;
对于③,用平行于底的平面去截圆锥,得到的几何体才是一个圆锥和一个圆台,
否则截不到一个圆锥和一个圆台,故③不正确;
对于④,根球的截面的性质,可得用任一平面去截球得到的截面都是圆面,故④正确.
故答案为:④
一个圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,则它的高为______.
正确答案
解析
解:一个圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,
所以圆锥的底面周长为:2π
底面半径:1
所以圆锥的高是:
故答案为:
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E、F,且EF=
.现有如下四个结论:
①AC⊥BE;
②EF∥平面ABCD;
③三棱锥A-BEF的体积为定值;
④异面直线AE、BF所成的角为定值,
其中正确结论的序号是______.
正确答案
①②③
解析
解:①AC⊥BE,由题意及图形知,AC⊥面DD1B1B,故可得出AC⊥BE,此命题正确;
②EF∥平面ABCD,由正方体ABCD-A1B1C1D1的两个底面平行,EF在其一面上,故EF与平面ABCD无公共点,故有EF∥平面ABCD,此命题正确;
③三棱锥A-BEF的体积为定值,由几何体的性质及图形知,三角形BEF的面积是定值,A点到面DD1B1B距离是定值,故可得三棱锥A-BEF的体积为定值,此命题正确;
④异面直线AE、BF所成的角为定值,由图知,当F与B1重合时,令上底面顶点为O,则此时两异面直线所成的角是∠A1AO,当E与D1重合时,此时点F与O重合,则两异面直线所成的角是OBC1,此二角不相等,故异面直线AE、BF所成的角不为定值.
综上知①②③正确
故答案为①②③
已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱BB1在下底面的射影BD与AC平行,若BB1与底面所成角为30°,且∠B1BC=60°,则∠ACB的余弦值为( )
正确答案
解析
解:设B1在下底面上的射影为D,
连接BD,过点D作DE垂直BC,交与点E
∴∠B1BD是侧棱BB1与底面所成的角为30°
设B1B=2,则B1D=1,BD=,
∵∠B1BC=60°∴BE=1,B1E=,DE=
在△BDE中,cos∠DBE=,
∵BD∥AC,∴∠DBE=∠ACB=,
故选:C.
下面关于棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中的四个命题:
①与AD1成60°角的面对角线的条数是8条;
②直线AA1与平面A1BD所成角的余弦值是;
③从8个顶点中取四个点可组成 10 个正三棱锥;
④点A1到直线BC1的距离是.
其中真命题的编号是______.
正确答案
①③
解析
解:①与AD1成60°角的面对角线的条数是8条,由图形中可以看出除了其所在面以及平行的两个面外的四个表面中每个面的两条面对角线都与AD1成60°角,恰有8条,故命题正确;
②直线AA1与平面A1BD所成角的余弦值是,取底面ABCD中点O,可证得∠AA1O即是线AA1与平面A1BD所成角,求得线面角的余弦值为
,故此命题不对;
③从8个顶点中取四个点可组成 10 个正三棱锥,由图形的结构知,以8个顶点为顶点,以此点出发的三条侧棱为侧棱可以 组成8个正三棱锥,由面对角线可以组成两个正四面体,共可以组成10个正三棱锥,故命题正确;
④点A1到直线BC1的距离是,由于A1B1⊥侧面B1C,且侧面是正方形,连接B1C与BC1交于一点M,由正方形的性质知,此两直线垂直,连接A1M其长度即为所求点A1到直线BC1的距离,利用勾股定理解得,其长度是
,故命题不正确.
综上知①③正确
故答案为:①③.
如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AD=1,CD=2,A1D⊥平面ABCD,AA1与底面ABCD所成
角为θ,∠ADC=2θ.
(1)若θ=45°,求直线A1C与该平行六面体各侧面
所成角的最大值;
(2)求平行六面体ABCD-A1B1C1D1的体积V的取值范围.
正确答案
(1)由平行六面体的性质,知
直线A1C与该平行六面体各侧面所成角的大小有两个,
其一是直线A1C与侧面AA1D1D所成角的大小,记为α;
其二是直线A1C与侧面AA1B1B所成角的大小,记为β.∵θ=45°,∴∠ADC=90°,即CD⊥AD
又∵A1D⊥平面ABCD,∴CD⊥A1D∴CD⊥平面AA1D1D,
所以,∠CA1D即为所求.(2分)
所以,α=arctan2(1分)
分别以DA,DC,DA1为x,y,z轴建立空间直角坐标系O-xyz,
可求得,侧面AA1B1B的法向量
,
所以,与
所在直线的夹角为
∴
或
.
所以,直线A1C与侧面AA1B1B所成角的大小为或
.(3分)
综上,直线A1C与该平行六面体各侧面所成角的最大值为arctan2.(1分)
(2)由已知,有DA1=tanθ,(1分)
由面积公式,可求四边形ABCD的面积为2sin2θ,(2分)
平行六面体ABCD-A1B1C1D1的体积V=2sin2θ•tanθ=4sin2θ.(2分)
所以,平行六面体ABCD-A1B1C1D1的体积V的取值范围为(0,4).(2分)
解析
(1)由平行六面体的性质,知
直线A1C与该平行六面体各侧面所成角的大小有两个,
其一是直线A1C与侧面AA1D1D所成角的大小,记为α;
其二是直线A1C与侧面AA1B1B所成角的大小,记为β.∵θ=45°,∴∠ADC=90°,即CD⊥AD
又∵A1D⊥平面ABCD,∴CD⊥A1D∴CD⊥平面AA1D1D,
所以,∠CA1D即为所求.(2分)
所以,α=arctan2(1分)
分别以DA,DC,DA1为x,y,z轴建立空间直角坐标系O-xyz,
可求得,侧面AA1B1B的法向量
,
所以,与
所在直线的夹角为
∴
或
.
所以,直线A1C与侧面AA1B1B所成角的大小为或
.(3分)
综上,直线A1C与该平行六面体各侧面所成角的最大值为arctan2.(1分)
(2)由已知,有DA1=tanθ,(1分)
由面积公式,可求四边形ABCD的面积为2sin2θ,(2分)
平行六面体ABCD-A1B1C1D1的体积V=2sin2θ•tanθ=4sin2θ.(2分)
所以,平行六面体ABCD-A1B1C1D1的体积V的取值范围为(0,4).(2分)
设长方体三条棱长分别为a,b,c,若长方体所有棱长的和为24,一条对角线长为5,体积为2,则=______.
正确答案
解析
解:设长方体的长、宽、高分别为a,b,c,由题意可知,
a+b+c=6…①,
abc=2…②,
a2+b2+c2=25…③
由①式平方-②可得ab+bc+ac=…④,
④÷②得:=
故答案为:.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为
,动点P在对角线BD1上,过点P作垂直于BD1的平面α,记这样得到的截面多边形(含三角形)的周长为y,设BP=x,则当
时,函数y=f(x)的值域为( )
正确答案
解析
解:∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为,
∴BD1=AB=3,
当BP=时,如图所示;
三棱锥B-EFG的底面是正三角形,设边长EF=a,则BE=,
∴•
a2•
=
•
•
•
•
;
解得a=,
y=f(x)=;
当EF=AB=
时,y=f(x)=3
,如图所示;
•
•
•
•BP=
•
•
•
•
,
此时BP=1;
当BP=时,截面为六边形EFGHIJ,
且EF=FG=GH=HI=IJ=JE=AC=
,如图所示;
此时y=f(x)=6×=3
;
∴时,函数y=f(x)的值域应为[
,3
].
故选:B.
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