- 空间几何体的结构
- 共7713题
若A(-4,2),B(6,-4),C(12,6),D(2,12),下面四个结论中正确的是
①AB∥CD ②AB⊥AD ③|AC|=|BD| ④AC⊥BD
正确答案
① ② ③ ④
试题分析:由两点间的斜率公式可知;可以求得
,所以
;同理可以判断
;由两点间的距离公式可知
点评:判断两条直线平行时,要注意是否重合;判断两条直线垂直时,还要注意直线的斜率是否都存在,一条直线斜率为0,一条直线斜率不存在,这两条直线也是垂直的.
(本题满分14分)如图, 在直三棱柱中,
,
,
,点
是
的中点.
⑴求证:;
⑵求证:平面
;
⑶求二面角的正切值.
正确答案
⑴见解析;⑵见解析;⑶
本试题主要考查了立体几何中的线线垂直的证明,以及线面平行的判定和二面角的平面角的求解的综合运用。
(1)由于已知中三棱柱的性质和三角形可知,得到结论。
(2)利用线线平行来判定得到线面平行的证明。
(3)由于二面角的平面角可以建立空间直角坐标系,求解平面的法向量来表示夹角得到二面角 平面角的求解。
证明:⑴、在直三棱柱,
∵底面三边长,
,
,∴
,………1分
又直三棱柱中,
,且
,
,∴
.……………3分
而,∴
;…………………………4分
⑵、设与
的交点为
,连结
,…5分
∵ 是
的中点,
是
的中点,∴
,………7分
∵ ,
,∴
.…8分
⑶、过点C作CF⊥AB于F,连接C1F.…………9分
由已知C1C垂直平面ABC,
则∠C1FC为二面角的平面角。………11分
在Rt△ABC中,,
,
,则
…………12分
又,∴
,……………13分
∴二面角的正切值为
.…………………………14分
(另:可以建立空间直角坐标系用向量方法完成,酌情给分,过程略)
(本小题满分12分)已知在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=1,AB=2,E、F分别是AB、PD的中点。
(1)求证:AF//平面PEC;
(2)求PC与平面ABCD所成的角的大小;
(3)求二面角P—EC—D的大小。
正确答案
略
根据给出的空间几何体的三视图,用斜二侧画法画出它的直观图.
正视图 侧视图 俯视图
正确答案
同解析。
分析:由几何体的三视图知道,这个几何体是一个上面小而底面大的圆台,我们可以先画出上、下底面圆,再画母线.
画法:(1)画轴 如下图, 画x轴、y轴、z轴 , 三轴相交于点O,使
xOy=45°,
xOz=90°.
z y′ A′ B′
A′ B′ x′
y
A B x A B
(2)画圆台的两底面 画出底面⊙O 假设交x轴于A、B两点,在z轴上截取O′,
使OO′等于三视图中相应高度,过O′作Ox的平行线O′x′,Oy的平行线O′y′
利用O′x′与O′y′画出底面⊙O′,设⊙O′交x′轴于A′、B′两点.
(3)成图 连接A′A、B′B,去掉辅助线, 将被遮挡的部分要改为虚线,即得到给出三视图所表示的直观图.
、如图是一个棱长为1的无盖正方体盒子的平面展开图,A、B、C、D为其上四个点,以A、B、C、D为顶点的三棱锥的体积为 。
正确答案
解:因为那么根据图示可知三棱锥的底面积和高度1,进而得到三棱锥的体积的求解为
(本小题满分12分) 四棱锥的底面与四个侧面的形状和大小如图所示。
(Ⅰ)写出四棱锥中四对线面垂直关系(不要求证明)
(Ⅱ)在四棱锥中,若
为
的中点,求证:
平面
(Ⅲ)求四棱锥值。
正确答案
(Ⅰ),
,
,
(Ⅱ)证明见解析
(Ⅲ) 4
本试题主要是考查了四棱锥中线面垂直关系的判定以及线面平行的判定定理和棱锥体积的综合运用。
(1)利用四棱锥的性质可知,在四棱锥中,
,
,
,
都是满足题意的线面垂直。
(2)因为四棱锥中,若
为
的中点,那么则有
EF//AD,EF=
在直角梯形中,
//
四边形
是平行四边形,即
//
故得到平面
(Ⅲ)而求解四棱锥值,利用底面积乘以高的三分之一得到结论。
解:(Ⅰ)如图,在四棱锥中,
,
,
,
………………………………4分 (只要对一个得一分)
(Ⅱ)取PD的中点F,连接EF,CF
E,F分别是PA,PD的中点
EF//AD,EF=
……………………………6分
在直角梯形中,
//
四边形
是平行四边形,即
//
又……………………………………………8分
//
…………..9分
(Ⅲ),
即:四棱锥值为4……………………………………………………………….12分
关于直线m,n与平面,有以下四个命题:
①若,则
②若;
③若
④若;
其中真命题的序号是 。
正确答案
②③
考查空间线面的位置关系
如图,正三棱柱中,侧面
是边长为2的正方形,
是
的中点,
在棱
上.
(1)当时,求三棱锥
的体积.
(2)当点使得
最小时,判断直线
与
是否垂直,并证明结论.
正确答案
(1),(2)垂直,利用线面垂直证明线线垂直
试题分析:(1)因为侧面是边长为2的正方形,
又
(2)解法1:将侧面展开到侧面
得到矩形
,连结
,交
于点
,此时点
使得
最小.此时
平行且等于
的一半,
为
的中点.连接
在中,
得
在中,
得
在等腰中,
得
所以由,
,
得
有勾股定理知
解法2:将侧面展开到侧面
得到矩形
,连结
,交
于点
,此时点
使得
最小.此时
平行且等于
的一半,
为
的中点.过点
作
交
于
,连接
,由
且
知四边形
为
所以
.在正三棱柱
中知
面
,而
,所以
面
.
点评:以棱锥为载体考查立体几何中的线面、面面、点面位置关系或体积是高考的亮点,掌握其判定性质及定理,是解决此类问题的关键
如图(1)在直角梯形ABCD中,AB//CD,ABAD且AB=AD=
CD=1,现以AD为一边向梯形外作正方形ADEF,然后沿AD将正方形翻拆,使平面ADEF与平面ABCD互相垂直如图(2)。
(1)求证平面BDE平面BEC
(2)求直线BD与平面BEF所成角的正弦值。
正确答案
⑴证见解析 ⑵
(1)由折前折后线面的位置关系得平面
,所以
,又在
中,
,
,三边满足勾股定理,
。由线面垂直的判定定理即证得结论。
(2)因为只需求出点
到平面
的距离也是点
到平面
的距离,易证出
,
平面
,由面面垂直的判定定理得平面
平面
,
中
边上的高就是点
到平面
的距离。根据线面角的定义可求直线BD与平面BEF所成角的正弦值。
在正三棱柱ABC-A1B1C1中,若BB1=1,AB=,求AB1与C1B所成角的大小。
正确答案
用向量求角
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