- 空间几何体的结构
- 共7713题
如右图,在棱长都等于1的三棱锥中,
是
上的一点,过F作平行于棱AB和棱CD的截面,分别交BC,AD,BD于E,G,H
(1) 证明截面EFGH是矩形;
(2)在
的什么位置时,截面面积最大,说明理由.
正确答案
(1)见解析(2)中点
(1)证:∵AB∥平面EFGH,
平面ABC
平面EFGH=EF
∴AB∥EF
同理AB∥GH
∴EF∥GH
同理EH∥CD∥FG
∴四边形EFGH是平行四边形
取CD中点S,连接AS,BS
∵AC=AD,S是CD中点
∴AS⊥CD
同理 BS⊥CD
又∵ASBS=S
∴CD⊥平面ABS
∴CD⊥AB 又∵AB∥EF,FG∥CD ∴EF⊥CD
即 四边形EFGH是矩形
(2) 设FG=,
由(1)知,又CD=AB=1
∴EF=
则
∴当时,
最大
即是
的中点时,截面面积最大
设四棱锥的底面
不是平行四边形,用平面
去截此四棱锥,使得截面四边形是平行四边形,则这样的平面
有 个.
正确答案
无数
略
(本小题满分14分)如图5所示,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是半径为R的圆的内接四边形,其中BD是圆的直径,。
(1)求线段PD的长;
(2)若,求三棱锥P-ABC的体积。
正确答案
(1) ;
(2) .
(1) BD是圆的直径
又
,
,
;
(2 ) 在中,
又
底面ABCD
三棱锥的体积为
.
(本小题满分12分)如图,在四棱锥P—ABCD中,侧面PAD是正三角形,且垂直于底面ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,M为PC上一点,且PA//平面BDM,
(1)求证:M为PC的中点;
(2)求证:面ADM⊥面PBC。
正确答案
(Ⅰ)见解析 (Ⅱ) 见解析
(1):连接AC,AC与BD交于G,则面PAC∩面BDM=MG,
由PA//平面BDM,可得PA//MG……3分∵底面ABCD为菱形,∴G为AC的中点,
∴MG为△PAC的中位线。因此M为PC的中点。……5分
(2)取AD中点O,连结PO,BO。∵△PAD是正三角形,∴PO⊥AD,
又因为平面PAD⊥平面ABCD,所以,PO⊥平面ABCD,…7分
∵底面ABCD是菱形且∠BAD=60°,△ABD是正三角形,
∴AD⊥OB。∴OA,OB,OP两两垂直,建立空间直角坐标系…7分
………………9分
……11分∴DM⊥平面PBC,又DM
平面ADM,
∴ADM⊥面PBC …12分
注:其他方法参照给分。
已知正三棱柱的每条棱长均为
,
为棱
上的动点,
(1)当在何处时,
∥平面
,并证明之;
(2)在(1)下,求平面与平面
所成锐二面角的正切值。
正确答案
2
又为
的中点,
,
,
为平面
与平面
所成锐二面角的平面角,
在中,
,
平面
与平面
所成锐二面角的正切值为2。
(本小题满分12分)在直四棱住中(侧 棱与底面垂直的四棱柱),
,底面是边长为
的正方形,
、
、
分别是棱
、
、
的中点
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:面
。
正确答案
证明:(Ⅰ)分别是棱
中点
四边形
为平行四边形
又
平面
……………3分
又是棱
的中点
又
平面
……………5分
又且
平面
平面
……………6分
(Ⅱ)
,同理
……………9分
又且
是平面
上两相交直线
面
又,
又,
面
,
面
面
………12分
(本小题满分14分)
如图,在几何体ABCDE中,DA⊥平面EAB,CB∥DA,EA⊥AB,M是EC的中点,EA=DA=AB=2CB.
(1)求证:DM⊥EB; (2)求异面直线AB与CE所成角的余弦值.
正确答案
解:以直线AE、AB、AD为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,
设CB=a,则A(0,0,0),E(2a,0,0),
B(0,2a,0),C(0,2a,a),D(0,0,2a),
所以M(a,a,0.5a), …………….2分
1)证:…….5分
,
,即DM⊥EB. ………….8分
(2) ………….10分
c
.o. ………….12分m
∴异面直线AB与CE所成角的余弦值为 .o. ………….14分m
(本小题满分12分)在如图所示的多面体中,底面△ABC是边长为2的正三角形,DA和EC均垂直于平面ABC,且DA = 2,EC = 1.
(Ⅰ)求点A到平面BDE的距离;
(Ⅱ)求二面角B–ED–A的正切值.
正确答案
,
(Ⅰ)∵DE = BE =,BD =
,
∴S△BDE =,设点A到平面BDE的距离为h.
又∵S△ABC =,VB–ADE = VA–BDE
∴ ∴h =
即点A到平面BDE的距离为. ……6分
(Ⅱ)∵DA⊥平面ABC,∴平面DACE⊥平面ABC
取AC的中点M,连结BM,则BM⊥AC,BM⊥平面DACE.
过M作MN⊥DE,交DE于N,连结BN,则BN⊥DE,
∴∠BNM是所求二面角的平面角.
设AC、DE的延长线相交于点P,∵DA = 2EC,∴CP = 2
由△MNP∽△DAP得
,MP = 3,DA = 2
DP =,∴MN =
又∵BM =,∴tan∠BNM =
. ……12分
已知点A、B、C在球心为O的球面上,的内角A、B、C所对边的长分别为a、b、c,且
,球心O到截面ABC的距离为
,则该球的表面积为 。
正确答案
12
略
(本小题满分13分 )
如题18图,已知四棱锥的底面是边长为2的正方形,
面
分别为
的中点.
(Ⅰ)求直线与面
所成的角;
(Ⅱ)求二面角的大小.
正确答案
(1)(2)
(Ⅰ)取的中点
连接
面
又由题意,有
面
∴面
面
又知
面
所以为直线
与面
所成的角,…………4分
由题意
所以
所求角为 ………………7分
(Ⅱ)过作
交
的延长线于
连接
面
所以
在面
内的射影为
所以为二面角
的平面角………………10分
由与
相似,所以
所以
所求二面角大小为 ……………………13分
扫码查看完整答案与解析