- 空间几何体的结构
- 共7713题
(12分)已知三棱柱的三视图如图所示,
其中正视图
和侧视图
均为矩形,俯视图
中,
。
(I)在三棱柱中,求证:
;
(II)在三棱柱中,若
是底边
的中点,求证:
平面
;
正确答案
证明:(1)在直三棱柱中,平面
面
,
………………………6分
(2)设
,连
为
中点,
平面
平面
平面
……………………………………………12分
略
如图,在六面体中,平面
∥平面
,
平面
,
,
,
∥
,且
,
.
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:∥平面
;
(3)求三棱锥的体积.
正确答案
解:(1)∵平面∥平面
,平面
平面
,
平面平面
.
,
∴为平行四边形,
. …………2分
平面
,
平面
,
平面
,
∴平面平面
. …………4分
(2)取的中点为
,连接
、
,
则由已知条件易证四边形是平行四边形,
∴,又∵
, ∴
…………………………6分
∴四边形是平行四边形,即
,
又平面
故
平面
. …………………………8分
(3)平面
∥平面
,则F到面ABC的距离为AD.
=
.…………………………12分
略
地球北纬圈上有两点
,点
在东经
处,点
在西经
处,若地球半径为
,则
两点的球面距离为 _____________
正确答案
略
(本小题满分12分)
如图,直三棱柱中,AC=BC=1, AAi="3" D为CCi上的点,二面角A-A1B-D的余弦值为
(I )求证:CD=2;
(II)求点A到平面A1BD的距离.
正确答案
(Ⅰ)取AB中点E,A1B1中点G,连结EG,交A1B于F,连结CE、C1G,作DM⊥GE于M.
∵平面C1GEC⊥平面A1ABB1,∴DM⊥平面A1ABB1.
作MN⊥A1B于N,连结DN,则MN为DN在平面A1ABB1上的射影,则∠DNM为二面角B1-A1B-D的平面角.……………………………………………………………4分
∴cos∠DNM=,DM=C1G=,∴MN=.
∵sin∠MFN==,∴MF=,∴DC=2.…………………………7分
(Ⅱ)在△A1BD中,A1D=,BD=,A1B=.
cos∠A1DB==-,sin∠A1DB=,
S△A1BD=A1D·BDsin∠A1DB=,
又S△A1AB=××3=,点D到面A1AB的距离DM=CE=,
设点A到平面A1BD的距离为d,则
S△A1BD·d=S△A1AB×,∴d=.
故点A到平面A1BD的距离为.………………………………………………12分
略
已知球O的半径为2,两个平面分别截球面得到两个圆⊙O1与⊙O2,若
OO1=OO2=,∠O1OO2=60°,则⊙O1与⊙O2的公共弦长为 。
正确答案
4
略
(本小题满分12分)如图,四边形为矩形,
平面ABE
为
上的点,且
平
面
,
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求三棱锥的体积.
正确答案
略
(1)证明:∵平面
,
,
∴平面
,∴
. ……2分
又 ∵平面
, ∴
,
∵,∴
…………………………4分
(2)证明:连结 ,∵
平面
, ∴
∵ , ∴
为
的中点;∵ 矩形
中,
为
中点,
∴ . …… ………………………………………7分
∵ , ∴
平面
. ……8分
(3)解:取中点
,连结
,∵
,∴
∵平面
,∴
∴
……10分
∵平面
,∴
,∴
∴,故三棱锥
的体积为:
…12分
(本题12分)如图,斜三棱柱的底面是直角三角形,
,点
在底面
上的射影恰好是
的中点,且
.
(Ⅰ)求证:平面平面
;
(Ⅱ)求证:;
(Ⅲ)求二面角的大小.
正确答案
(Ⅰ)证明:设的中点为
.
在斜三棱柱中,点
在底面
上的射影恰好是
的中点,
平面ABC. ……………………1分
平面
,
. ……………………2分
,
∴.
,
∴平面
. ……………………3分
平面
,
平面
平面
. ………………4分
解法一:(Ⅱ)连接,
平面
,
是直线
在平面
上的射影. ………………5分
,
四边形
是菱形.
.
. ……………6分
(Ⅲ)过点作
交
于点
,连接
,
平面
.
.
是二面角
的平面角. …………9分
设,则
,
.
.
.
.
平面
,
平面
,
.
.
在中,可求
.∵
,∴
.
∴.
. ……………………………………10分
.
∴二面角的大小为
. ………………12分
解法二:(Ⅱ)因为点在底面
上的射影是
的中点,设
的中点为
,则
平面ABC.以
为原点,过
平行于
的直线为
轴,
所在直线为
轴,
所在直线为
轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
设,由题意可知,
.设
,由
,得
.
又.
.
. ……………………6分
(Ⅲ)设平面的法向量为
.
则
∴
.
设平面的法向量为
.则
∴
.
. ……………………10分
二面角
的大小为
. ………………………………12分
如图,在四棱锥中,底面
是
正方形,其他四个侧面都是等边三角形,
与
的交点为
,
为侧棱
上一点.
(Ⅰ)当为侧棱
的中点时,求证:
∥平面
;
(Ⅱ)求证:平面平面
;
(Ⅲ)(理科)当二面角的大小
为
时,试判断点
在
上的位置,并说明理由.
正确答案
(文答案)证明:(Ⅰ)连接,由条件可得
∥
.
因为平面
,
平面
,
所以∥平面
. ----------------------(6分)
(Ⅱ)证明:由已知可得,,
是
中点,
所以,
又因为四边形是正方形,所以
.
因为,所以
.
又因为,所以平面
平面
. --------(12分)
(理答案)(Ⅰ)证明:连接,由条件可得
∥
.
因为平面
,
平面
,
所以∥平面
. ----------------------(4分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,
.
建立如图所示的空间直角坐标系.
设四棱锥的底面边长为2,
则,
,
,
,
,
.
所以,
.
设(
),由已知可求得
.
所以,
.
设平面法向量为
,
则即
令,得
.
易知是平面
的法向量.
因为,
所以,所以平面
平面
. -----------(8分)
(Ⅲ)解:设(
),由(Ⅱ)可知,
平面法向量为
.
因为,
所以是平面
的一个法向量.
由已知二面角的大小为
.
所以,
所以,解得
.
所以点是
的中点. ---------(12分)
略
((本题满分14分)右图为一简单集合体,其底面ABCD为正方形,平面
,
,且
="2" .
(1)画出该几何体的三视图;
(2)求四棱锥B-CEPD的体积;
(3)求证:平面
.
正确答案
略
解:(1)该组合体的主视图和侧视图如右图示:-----3分
(2)∵平面
,
平面
∴平面平面ABCD
∵ ∴BC
平面
----------5分
∵--6分
∴四棱锥B-CEPD的体积
.----8分
(3) 证明:∵,
平面
,
平面
∴EC//平面,------------------------------------10分
同理可得BC//平面----------------------------11分
∵EC平面EBC,BC
平面EBC且
∴平面//平面
-----------------------------13分
又∵BE平面EBC ∴BE//平面PDA------------------------------------------14分
(本小题满分14分)
如图,已知正三棱柱的底面边长是
,
、E是
、BC的中点,AE=DE
(1)求此正三棱柱的侧棱长;
(2)求正三棱柱表面积.
正确答案
(1)(2)
(1)设正三棱柱的侧棱长为
. 取
中点
,连结
.
∵△是正三角形,∴
.…………………………………………………… 2分
又底面侧面
,且交线为
,
∴侧面
. 连结
,
在中,由AE=DE,得
, ……………… 4分
解得……………………………………… 6分
(2)…………………………………8分
…………………12分
∴. …………………………………………………14分
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