- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图是某直三棱柱(侧棱与底面垂直)被削去上底后的直观图与三视图的侧视图、俯视图.在直观图中,
是的中点.侧视图是直角梯形,俯视图是等腰直角
三角形,有关数据如图所示.
(Ⅰ)求出该几何体的体积;
(Ⅱ)求证:EM∥平面ABC;
(Ⅲ) 试问在棱DC上是否存在点N,使NM⊥平面?若存在,确定点N的位置;
若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)4(2)见解析(3)边DC上存在点N,满足DN=DC时,有NM⊥平面BDE
由题意,Ea⊥平面ABC , DC⊥平面ABC ,AE∥DC,ae="2," dc="4" ,ab⊥ac,
且AB=AC=2
(Ⅰ)∵Ea⊥平面ABC,∴ea⊥ab, 又ab⊥ac,
∴ab⊥平面acde
∴四棱锥b-acde的高h=ab=2,梯形acde的面积S= 6
∴,即所求几何体的体积为4
………………………………4分
(Ⅱ)证明:∵m为db的中点,取bc中点G,连接em,mG,aG,
∴ mG∥DC,且
∴ mG ae,∴四边形aGme为平行四边形,
∴em∥aG,又AG平面ABC ∴EM∥平面ABC.
……………………………………8分
(Ⅲ)解法1:由(Ⅱ)知,em∥aG,
又∵平面BCD⊥底面ABC,aG⊥bc,∴AG⊥平面BCD
∴EM⊥平面BCD,又∵EM平面BDE,
∴平面BDE⊥平面BCD
在平面BCD中,过M作MN⊥DB交DC于点N,
∴MN⊥平面BDE 点n即为所求的点
∽
∴边DC上存在点N,满足DN=DC时,有NM⊥平面BDE.
解法2:以A为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
则 A(0,0,0),B(0,2,0),C(-2,0,0)
D(-2,0,4),E(0,0,2),M(-1,1,2),
(2,2,-4),
(2,0,-2),
(0,0,-4),
(1,1,-2).
假设在DC边上存在点N满足题意,
∴边DC上存在点N,满足DN=DC时,NM⊥平面BDE.……………………12分
5.在正三棱锥(顶点在底面的射影是底面正三角形的中心)中,
,过
作与
分别交于
和
的截面,则截面
的周长的最小值是________
正确答案
沿着将正三棱锥
侧面展开,则
共线,且
。
圆台的上下底面半径和高的比为1:4:4,母线长为10,则其表面积为______.
正确答案
令上底半径为x,由正底半径与高都是4x,如图
又母线长为10,
故有16x2+9x2=100,解得x=2
由此知,圆台的上底面半径是2,下底面半径是8,侧棱长为10
所以它的表面积是4π+64π+×10×(4π+16π)=168π
故答案为168π
下列命题中,不正确的是______.
①棱长都相等的长方体是正方体
②有两个相邻侧面为矩形的棱柱为直棱柱
③有两个侧面与底面垂直的棱柱为直棱柱
④底面为平行四边形的四棱柱叫平行六面体.
正确答案
由平行六面体、正方体的定义知①④正确;
对于②,相邻两侧面垂直于底面,则侧棱垂直于底面,所以该棱柱为直棱柱,因而②正确;
对于③,若两侧面平行且垂直于底面,则不一定是直棱柱.
答案:③
如图,在半径为3的球面上有三点,
=90°,
,球心O到平面
的距离是
,则
两点的球面距离是 .
正确答案
试题分析:设平面所在的小圆半径为r,则
,在Rt△ABC中,
=90°,
,所以BC=
×
=3,在△OBC中,OB=OC=BC=3,所以
,
两点的球面距离是R·
=3·
=
.
(本小题12分)
如图,已知为平行四边形,
,
,
,点
在
上,
,
,
与
相交于
.现将四边形
沿
折起,使点
在平面
上的射影恰在直线
上.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)求折后直线DN与直线BF所成角的余弦值;
(Ⅲ)求三棱锥N—ABF的体积.
正确答案
(Ⅰ)平面
(Ⅱ)=
(Ⅲ)
解:(Ⅰ),得
面
则平面平面
,
由平面
平面
,
则在平面
上的射影在直线
上,
又在平面
上的射影在直线
上,
则在平面
上的射影即为点
,
故平面
. --------4分
(Ⅱ)法一.如图,建立空间直角坐标系,
∵在原图中AB=6,∠DAB=60°,
则BN=,DN=2
,∴折后图中BD=3,BC=3
∴N(0,,0),D(0,0,3),C(3,0,0)
=(-1,0,0)
∴(-1,
,0)
(0,
,-3)
∴=
∴折后直线DN与直线BF所成角的余弦值为 -----9分
法二.在线段BC上取点M,使BM=BF,则MN∥BF
∴∠DNM或其补角为DN与BF所成角.
又MN=BF=2,DM=.
∴
∴折后直线DN与直线BF所成角的余弦值为
(Ⅲ)∵AD∥EF, ∴A到平面BNF的距离等于D到平面BNF的距离,
∴
即所求三棱锥的体积为 ------14分
△ABC中,AB=5,AC=4,BC=3,若该三角形绕边BC旋转一周,则所形成的几何体的体积是______.
正确答案
△ABC中,AB=5,AC=4,BC=3,可得三角形是一个直角三角形,
若该三角形绕边BC旋转一周,则所形成的几何体是一个圆锥,其高为3,底面半径是4
故其体积为×π×42×3=16π
故答案为:16π.
长方体三个面的面积为,
,
,则长方体的对角线长为:______.
正确答案
设长方体的三度分别为:a,b,c,由题意可知:ab=,bc=
,ac=
所以,a=,b=
,c=1,
所以长方体的对角线长为:=
故答案为:
已知一个正棱锥的侧棱长是3cm,用平行于正棱锥底面的平面截该棱锥,若截面面积是底面面积的,则截去小棱锥的侧棱长是 cm.
正确答案
1
试题分析:设截去小棱锥的侧棱长为,因为
,所以
。
如图,正四棱柱的底面边长
,若异面直线
与
所成的角的大小为
,则正四棱柱
的侧面积为 .
正确答案
32
试题分析:因为异面直线与
所成的角的大小为
,所以
,于是正四棱柱
的侧面积为
.
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