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题型:填空题
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填空题

四面体ABCD中,共顶点A的三条棱两两互相垂直,且其长分别为1,,3.若四面体的四个顶点同在一个球面上,则这个球的半径为______,其体积为______.

正确答案

∵四面体ABCD中,共顶点A的三条棱两两相互垂直,

故可将其补充为一个长宽高分别为1、、3的长方体,

则其外接球的直径2R==4

则R=2

故球的体积V=πR3=

故答案为:2;

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题型:简答题
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简答题

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,D、E、G分别是AB、BB1、AC1的中点,AB=BB1=2.

(Ⅰ)在棱B1C1上是否存在点F使GF∥DE?如果存在,试确定它的位置;如果不存在,请说明理由;

(Ⅱ)求截面DEG与底面ABC所成锐二面角的正切值.

正确答案

(Ⅰ)存在且为B1C1的中点,连接AB1

∵D、E、G分别是AB1、BB1、AC1的中点,∴DE∥AB1∥GF;

(Ⅱ)延长FE与CB的延长线交于M,连接DM,则DM为截面与底面所成二面角的棱,取BC的中点N,连FN,则FN∥BB1

∵EB∥FN,EB=FN,∴B为MN的中点.

由题设得BM=BN=BE=BD=1,且∠DEM=120°,

作EH⊥DM于H,则∠BDM=∠BMD=30°,连BH,

又BE⊥底面ABC,

由三垂线定理可知DM⊥EH,

∴∠EHB为截面与底面所成的锐二面角.

在Rt△EHB中,BE=1,EH=BD=

∴tan∠EHB==2.

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题型:填空题
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填空题

用半径为的半圆形纸片卷成一个圆锥筒,则这个圆锥筒的高为         .

正确答案

试题分析:圆锥筒的底面半径,故.

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题型:简答题
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简答题

如图,在长方体中,是线段的中点.

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求平面把长方体 分成的两部分的体积比.

正确答案

(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).

试题分析:1. 第(Ⅰ)问有一点难度,需要作辅助线,这几乎是用几何法证明线面平行、线面垂直的必经之路了,对此考生要有意识.2.第(Ⅱ)问的解决比较简单,并且不依赖于第(Ⅰ)问,有的考生第(Ⅰ)问没有做出来,但第(Ⅱ)问做出来了,这是一种好的现象,说明考生能够把会做的做对了.

试题解析:(Ⅰ)证明:设的中点为,连接.

根据题意得, ,且.

∴四边形是平行四边形.

.

平面平面

平面.

(Ⅱ)解:∵

∴空间几何体的体积

.

,即平面把长方体

分成的两部分的体积比为.

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥中,平面平面

(Ⅰ)求证:平面平面

(Ⅱ)求二面角的大小.

正确答案

(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)

试题分析:(Ⅰ)根据两个平面垂直的条件,在平面内找到一条垂直于平面的直线即可,取的中点,可证明平面;(Ⅱ) 二面角与二面角相等,二面角的平面角为,求出即可.(解法2采用的是向量的方法,求出平面的法向量,即可证明平面平面;求出平面的法向量,即可求出二面角.)

(Ⅰ)证明:取的中点的中点,连,则 

平面平面,∴

是平行四边形,.

,又平面.

平面.平面.

从而平面平面.                                6分

(Ⅱ)二面角与二面角相等,

由(Ⅰ)知二面角的平面角为.

为正方形,

∴二面角的大小为.                            12分

解法2:取的中点,连.

,又平面.

为原点建立如图空间直角坐标系

则由已知条件有:

设平面的法向量为

则由

可取 

平面平面

∴平面的法向量可取为.

, ∴,∴平面平面.          6分

(Ⅱ)设平面的法向量为

则由

可取

∵平面的法向量可取为

∴锐二面角的余弦值为

∴二面角的大小为.                                12分.

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题型:简答题
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简答题

有在正方形ABCD中,E、F分别为AB、BC的中点,现在沿DE、DF及EF把△ADE、△CDF和△BEF折起,使A、B、C三点重合,重合后的点记为P.问:

①依据题意制作这个几何体;

②这个几何体有几个面构成,每个面的三角形为什么三角形;

③若正方形边长为a,则每个面的三角形面积为多少.

正确答案

①略.

②这个几何体由四个面构成,即面DEF、面DFP、面DEP、面EFP.

由平几知识可知DE=DF,∠DPE=∠EPF=∠DPF=90°,

所以△DEF为等腰三角形,△DFP、△EFP、△DEP为直角三角形.

③由②可知,DE=DF=a,EF=a,所以,S△DEF=a2.DP=2a,EP=FP=a,

所以S△DPE=S△DPF=a2,S△EPF=a2

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题型:简答题
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简答题

如图,四棱锥的底面是正方形,棱底面,=1,的中点.

(1)证明平面平面; 

(2)求二面角的余弦值.

正确答案

(1)详见解析.(2)

试题分析:(1) 由推出底面,进而推出,结合可得底面,得平面平面;(2)取CD的中点F,连接AC与BD,交点为M,取DM的中点N,连接EN,FN,易知为二面角的平面角,在中,求出该余弦值.

试题解析:证明:(1) ∵,的中点, ∴.

底面,∴.又由于,,故底面,

所以有.又由题意得,故.

于是,由,,可得底面.

故可得平面平面 

(2)取CD的中点F,连接AC与BD,交点为M,取DM的中点N,连接EN,FN,易知为二面角的平面角,又,由勾股定理得,在中,

所以二面角的余弦值为(用空间向量做,答案正确也给6分)

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题型:简答题
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简答题

如图1,在直角梯形中,AD//BC, =900,BA="BC" 把ΔBAC沿折起到的位置,使得点在平面ADC上的正投影O恰好落在线段上,如图2所示,点分别为线段PC,CD的中点.

(I) 求证:平面OEF//平面APD;

(II)求直线CD与平面POF;

(III)在棱PC上是否存在一点,使得到点P,O,C,F四点的距离相等?请说明理由.

正确答案

(I) (II)详见解析; (III)存在点M满足条件.

试题分析:(I) 要证平面OEF//平面APD ,只需借助所给中点,证明即可; (II) 借助底面为直角梯形及可得,另由已知可得:平面,进而可得,从而可证平面;(III)记点,证明即可.

试题解析:(I)因为点在平面上的正投影恰好落在线段

所以平面,所以                         2分

因为

所以中点,                                        3分

所以                                             4分

同理

所以平面平面;                                6分

(II)因为

所以                                             7分

平面平面

所以                                             8分

所以平面;                                      10分

(III)存在,事实上记点即可                            11分

因为平面平面

所以

中点,所以                            12分

同理,在直角三角形中,,        13分

所以点到四个点的距离相等.                     14分

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题型:简答题
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简答题

如图,四边形ABCD中,AB⊥AD,AD∥BC,AD=6,BC=4,AB=2,E、F分别在BC、AD上,EF∥AB.现将四边形ABEF沿EF折起,使得平面ABEF平面EFDC.

(Ⅰ) 当,是否在折叠后的AD上存在一点,且,使得CP∥平面ABEF?若存在,求出的值;若不存在,说明理由;

(Ⅱ) 设BE=x,问当x为何值时,三棱锥ACDF的体积有最大值?并求出这个最大值.

正确答案

(Ⅰ) (Ⅱ) x=3时有最大值,最大值为3

试题分析:(Ⅰ)存在使得满足条件CP∥平面ABEF,且此时. 2分

下面证明:

时,即此时,可知,过点作MP∥FD,与AF交于点,则有

,又FD=,故MP=3,又因为EC=3,MP∥FD∥EC,故有MPEC,故四边形MPCE为平行四边形,所以PC∥ME,又CP平面ABEF,ME平面ABEF,故有CP∥平面ABEF成立.   6分

(Ⅱ)因为平面ABEF平面EFDC,平面ABEF平面EFDC=EF,又AFEF,所以AF⊥平面EFDC.由已知BE=x,,所以AF=x(0x4),FD=6x.故.所以,当x=3时,有最大值,最大值为3.                     12分

点评:本题第一问求解时可采用空间向量法,以F为原点建立坐标系,写出点P的坐标(用表示)通过直线的方向向量与平面的法向量垂直得到值即可求出点P的位置

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题型:简答题
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简答题

已知如图:平行四边形ABCD中,,正方形ADEF所在平面与平面ABCD垂直,G,H分别是DF,BE的中点.

(1)求证:GH∥平面CDE;

(2)若,求四棱锥F-ABCD的体积.

正确答案

(1)由四边形EFBC是平行四边形 ,H为FC的中点 ,得,,推出GH∥平面CDE ;

(2) 。

试题分析:(1)证明:∵, ∴

∴四边形EFBC是平行四边形 ∴H为FC的中点         2分

又∵G是FD的中点

             4分

平面CDE,平面CDE

∴GH∥平面CDE         7分

(2)解:∵平面ADEF⊥平面ABCD,交线为AD

且FA⊥AD,  ∴FA⊥平面ABCD.                9分

,∴ 又∵ ,

∴BD⊥CD                11分

           14分

点评:中档题,立体几何题,是高考必考内容,往往涉及垂直关系、平行关系、角、距离、体积的计算。在计算问题中,有“几何法”和“向量法”。利用几何法,要遵循“一作、二证、三计算”的步骤。利用向量则能简化证明过程,对计算能力要求高。本题(2)小题,计算体积时,利用了局部与整体的关系,焦点较为方便。

下一知识点 : 空间几何体的三视图和直视图
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