- 空间几何体的结构
- 共7713题
下列命题中:
①用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫棱台;
②棱台的各侧棱延长后一定相交于一点;
③圆台可以看做直角梯形以其垂直于底边的腰所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的曲面围成的几何体;
④半圆绕其直径所在直线旋转一周形成球.
其中所有正确命题的序号是______.
正确答案
①②③
解析
解:①符合棱台的定义;②棱台是由棱锥被平行于底面的平面所截而得,各侧棱延长后一定相交于一点;③是圆台的另一种定义形式;④中形成的是球面而不是球.
故答案为:①②③
用长、宽分别是3π、π的矩形硬纸卷成圆柱的侧面,圆柱底面的半径______.
正确答案
或
解析
解:若以长3π的边为底面周长,
则圆柱的底面周长3π=2πr
∴r=
若以长π的边为底面周长,
则圆柱的底面周长π=2πr
∴r=
故答案为:或
.
如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中:
①BM与ED平行.
②CN与BE是异面直线.
③CN与AF垂直.
④DM与BN是异面直线.
以上四个命题中正确的个数是( )
正确答案
解析
解:由已知正方体的平面展开图,得到正方体的直观图,如图所示:
由正方体的几何特征得:
①BM与ED是相对两个平行平面的两条异面的对角线,∴①错误;
②CN与BE是相对两个平行平面的两条平行的对角线,∴②错误;
③CN与AF是相对两个平行平面的两条异面垂直的对角线,∴③正确;
④BN过平面CDNM内的一点N,与平面CDNM内的直线DM是异面直线,∴④正确;
综上,正确的命题是③④;
故选:B.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,对角线BD1与过A1、D、C1的平面交于点M,则
=______.
正确答案
2
解析
解:由正方体的性质可得:D1B⊥平面DA1C1,∴D1M是三棱锥D1-A1DC1的高.
不妨设正方体的棱长为1.
∵=
,
∴=
,
解得D1M==
.
∴=2.
故答案为:2.
如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,F为线段BC1的中点,E为线段A1C1上的动点,则下列四个结论:
①存在点E,使EF∥BD;
②存在点E,使EF⊥平面AB1C1D;
③EF与AD1所成的角不可能等于60°;
④三棱锥B1-ACE的体积随动点E而变化.
其中正确的是______.
正确答案
②
解析
解:设正方体的边长为1,以点D为坐标原点,以DA,DC,DD1所在的直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1),A1(1,0,1),B1(1,1,1),C1(0,1,1),点,
则,而
,
,
∴,因此
,
∴E=(λ,1-λ,1),∴,
对于①而言就是否存在实数λ,使EF∥BD,而=(-1,-1,0),
,此即
,这样的λ不存在,∴①错误;
对于②而言就是否存在实数λ,使EF⊥平面AB1C1D,首先我们在平面AB1C1D内任意找到两条相交直线的方向向量,不妨就找和
,
∴,于是
⇒
,即就是当E为C1A1的中点的时候,∴②正确;
同理,对于③而言,还是判断这样的实数λ是否存在,,
设其夹角为θ,则,
令θ=60°,此即,将上式平方解得
,将λ回代原式结论成立,∴这样的λ存在;③错误;
对于④来说,E点无论在A1C1上怎样移动,底面△ACE的高不变,故而底面面积不变,三棱锥的高为定值,所以其体积不会随着E点的变化而变化,故④错误.
故答案为:②.
已知三棱锥P-ABC的侧棱PA,PB,PC两两垂直,下列结论正确的有______.(写出所有正确结论的编号)
①PA⊥BC,PB⊥AC,PC⊥AB;
②由顶点P作三棱锥的高,其垂足是△ABC的垂心;
③△ABC可能是钝角三角形;
④相对棱中点的连线相交于一点.
正确答案
①②④
解析
解:①PA⊥BC,PB⊥AC,PC⊥AB,由此条件可以得出,每一条棱都垂直于另外两条棱所确定的平面,由线面垂直即可即出PA⊥BC,PB⊥AC,PC⊥AB故命题正确;
②由顶点P作三棱锥的高,其垂足是△ABC的垂心,由PA⊥BC,PB⊥AC,PC⊥AB,知三侧棱在底面的射影一定垂直于对边,故垂足是△ABC的垂心,命题正确;
③△ABC可能是钝角三角形,③△ABC不可能是钝角三角形,与实际图形不相符;
④相对棱中点的连线相交于一点,可在图形中用平行四边形对角线相交且互相平分证明出相对棱中点的连线相交于一点,故此命题正确.
综上知结论正确的有①②④
故答案为:①②④.
在棱锥A-BCDE中,∠BAC=
,DC⊥平面ABC,EB⊥平面ABC,F是BC的中点,AB=AC=BE=2,CD=1.
(1)求证:EF⊥AD;
(2)求三棱锥F-ADE的高.
正确答案
(1)证明:∵DC⊥平面ABC,∴DC⊥AF,
又∵AB=AC,F是BC的中点,∴AF⊥BC,
∴AF⊥平面BCD
∴AF⊥FE…2分
在△DEF中,DE2=BC2+(EB-DC)2=9,DF2=DC2+CF2=3,EF2=EB2+BF2=6,
∴DE2=DF2+EF2,∴DF⊥EF,…5分
∴EF⊥平面AFD,故FE⊥AD…6分
(2)解:由(1)知DF⊥EF,∴S△DEF=DF×EF=
…7分
∵S△DEF=S梯形BCDE-S△DCF-S△BEF=…7分)
在△DEF中,
∴由余弦定理得,∴
…9分
∴S△DEA=
设三棱锥F-ADE的高h,则S△DEF×AF=
∴h=1,即三棱锥F-ADE的高为1…12分.
解析
(1)证明:∵DC⊥平面ABC,∴DC⊥AF,
又∵AB=AC,F是BC的中点,∴AF⊥BC,
∴AF⊥平面BCD
∴AF⊥FE…2分
在△DEF中,DE2=BC2+(EB-DC)2=9,DF2=DC2+CF2=3,EF2=EB2+BF2=6,
∴DE2=DF2+EF2,∴DF⊥EF,…5分
∴EF⊥平面AFD,故FE⊥AD…6分
(2)解:由(1)知DF⊥EF,∴S△DEF=DF×EF=
…7分
∵S△DEF=S梯形BCDE-S△DCF-S△BEF=…7分)
在△DEF中,
∴由余弦定理得,∴
…9分
∴S△DEA=
设三棱锥F-ADE的高h,则S△DEF×AF=
∴h=1,即三棱锥F-ADE的高为1…12分.
一个三棱锥的棱长均为2,四个顶点都在同一个球面上,若过该球球心的一个截面如图,则图中三角形(三棱锥的截面)的面积是( )
正确答案
解析
解:根据题意,过该球球心的一个截面经过三棱锥的一条棱,且截面为等腰三角形.
因此该截面所在平面与球相交截得球大圆,即球心在此截面内,
由球的对称性可得球心在该三棱锥的高上,
∴该截面是三棱锥的一条棱与高线所在的平面,即这条棱和与其相对棱的中点构成的三角形,
因此设三棱锥D-ABC中,截面三角形为△BDF,其中F为棱AC的中点
∵三棱锥的棱长均为2,∴DF==
.
取BD的中点E,连结EF,则EF是等腰△BDF底边上的高,
∵EF==
,
∴△BDF的面积为S=BD•EF=
=
.
故选:C
如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=
,则下列有四个结论:
①AC⊥BE
②EF∥平面ABCD
③三棱锥A-BEF的体积为定值
④△AEF的面积与△BEF的面积相等.
其中错误的结论个数是( )
正确答案
解析
解:对于①,根据题意,结合图形知,AC⊥面DD1B1B,BE⊂平面DD1B1B,
∴AC⊥BE,命题正确;
对于②,正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,EF⊂平面A1B1C1D1,
∴EF∥平面ABCD,命题正确;
对于③,三棱锥A-BEF的体积为V三棱锥A-BEF=•S△BEF•h=
×
×
×1×
=
,
∴三棱锥A-BEF的体积为定值,命题正确;
对于④,∵点B到直线EF的距离与点A到直线EF的距离不相等,
∴△AEF与△BEF的面积不相等,命题错误;
综上,错误的命题有1个.
故选:B.
华裔建筑师贝律铭为卢浮宫设计的玻璃金字塔是一个底面边长为30米的正四棱锥,其四个玻璃侧面总面积约1500平方米,则塔高约为______米.
正确答案
20
解析
解:设正四棱锥为S-ABCD,
等腰△SAD的面积=1500÷4=375,
作SE⊥AD,交AD于E,则,
解得SE=25.
作SO⊥面ABCD,交ABCD于O,连接OE,
则SO==20.
故答案为:20.
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