- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图,设平面,
,
,垂足分别为
、
。若增加一个条件,就能推出
。现有:
① ;
② 与
、
所成的角相等;
③ 与
在
内的射影在同一条直线上;
④ 。
那么上述几个条件中能成为增加条件的是________。
正确答案
①③
:①中
;
③设直线与
在
内的射影为直线
,则
,
已知平面α⊥平面β,交线为AB,C∈,D∈
,
,E为BC的中点,AC⊥BD,BD=8.
①求证:BD⊥平面;
②求证:平面AED⊥平面BCD;
③求二面角B-AC-D的正切值.
正确答案
①AB是AC在平面β上的射影,由AC⊥BD得AB⊥BD.∵α⊥β.∴DB⊥α.
②由AB=AC,且E是BC中点,得AE⊥BC,又AE⊥DB,故AE⊥平面BCD,因此可证得平面AED⊥平面BCD.
③设F是AC中点,连BF,DF.由于△ABC是正三角形,故BF⊥AC.又由DB⊥平面α,则DF⊥AC,∠BFD是二面角B-AC-D的平面角,
在Rt△BFD中,.
如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,DA⊥面ABP,AB=1,PA=2,∠PAB=600,E为PA的中点,F为PC上不同于P、C的任意一点.
(1)求证:PC∥面EBD
(2)求异面直线AC与PB间的距离
(3)求三棱锥E-BDF的体积.
正确答案
(1)见解析
(2)
(3)
(1)设AC交BD于M,连接ME
∵面ABCD为正方形,∴M为AC的中点
又E为PA的中点,∴ME∥PC
∵ME面EBD,∴PC∥面EBD
(2)∵面ABCD为正方形, ∴BD⊥AC
∵AB=1,PA=2,∠PAB=600,∴在△PAB中,由余弦定理得
PB2=PA2+AB2-2AB·PAcos600=4+1-2×1×2×=3
∴PA2=PB2+AB2,即AB⊥PB
∵DA⊥面ABP,CB∥DA
∴CB⊥面ABPCB⊥PB ,∴PB⊥面ABCD,∴PB⊥MB,即MB为异面直线AC与PB间的垂线段
∵DB=
∴异面直线AC与PB间的距离为
(3)由(2)知,PB、BC、AB两两互相垂直.如图建立空间直角坐标系,
则A(0,1,0),P(,0,0),C(0,0,1),D(0,1,1)
∵E为PA的中点,∴E(,
,0)
设面BED的法向量为n=(a,b,c)
则
令c=,则b=-
,a=1
n=(1,-
,
)
由(1)知,PC∥面EBD,所以C点到面EBD的距离与F点到面EBD的距离相等.
设向量n与向量所成的角为
则cos=
=
设C点到面EBD的距离为d
则d=DC×cos=
由题设条件可求得DE=DB=,BE=1
∴S△DEB=×1×
=
∴VE-BDF=VF-EBD=VC-EBD=×
×
=
在三棱锥P-ABC中侧棱PA,PB,PC两两垂直,PA=1,PB=2,PC=3,则三棱锥的外接球的表面积
为.
正确答案
由题意可知,已知三棱锥是从一个顶点出发的三条棱长分别为1,2,3的长方体的一部分,长方体的中心是三棱锥的外接球的心,其直径为,所以外接球的表面积为
.
【考点】立体几何中的三棱锥和球体.
已知一个圆锥的侧面展开图是一个半径为,圆心角为
的扇形,则此圆锥的体积为 .
正确答案
试题分析:由,得
,即
,∴
.
已知球的直径SC=4,A,B是该球球面上的两点,AB=2.∠ASC=∠BSC=60°,则三棱锥S—ABC的体积为_____________.
正确答案
试题分析:因为SC为直径,所以,又因为∠ASC=∠BSC=60°,所以
的外接圆的半径为
,所以圆心O到平面SAB的距离为
,C到面SAB的距离为
,所以棱锥S—ABC的体积为
.
正四棱台AC1的高是17 cm,两底面的边长分别是4 cm和16 cm,求这个棱台的侧棱长和斜高.
正确答案
这个棱台的侧棱长为19 cm,斜高为5cm
如图所示,设棱台的两底面的中心分别是O1、O,B1C1和BC的中点分别是E1和E,连接O1O、E1E、O1B1、OB、O1E1、OE,则四边形OBB1O1和OEE1O1都是直角梯形.
∵A1B1="4" cm,AB="16" cm,
∴O1E1="2" cm,OE="8" cm,
O1B1=2 cm,OB=8
cm,
∴B1B2=O1O2+(OB-O1B1)2="361" cm2,
E1E2=O1O2+(OE-O1E1)2="325" cm2,
∴B1B="19" cm,E1E=5cm.
答 这个棱台的侧棱长为19 cm,斜高为5cm.
棱长为2的正四面体的四个顶点都在同一个球面上,若过该球球心的一个截面如图所示,
求图中三角形(正四面体的截面)的面积.
正确答案
三角形的面积为
如图所示,△ABE为题中的三角形,
由已知得AB=2,BE=2×
=
,
BF=BE=
,AF=
=
=
,
∴△ABE的面积为
S=×BE×AF=
×
×
=
.
∴所求的三角形的面积为.
(本小题满分12分)
如图,在四棱台ABCD—A1B1C1D1中,下底ABCD是边长为2的正方形,上底A1B1C1D1是边长为1的正方形,侧棱DD1⊥平面ABCD,DD1=2.
(1)求证:B1B//平面D1AC;
(2)求二面角B1—AD1—C的余弦值.
正确答案
(Ⅰ)略(Ⅱ)
以D为原点,以DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z建立空间直角坐标系D—xyz如图,则有,
(3分)
(1)证明:设连结D1、E,则有
.所以B1B//D1E.
; (6分)
(2)解:设
,
(8分)
同理可以求得平面D1AC的一个法向量m=(1,1,1). (10分)
(12分)
已知是单位正方体
表面上的一个动点,且
。则
的轨迹的总长度为 .
正确答案
试题分析:如下图所示,,即AP大于正方形的对角线,所以点P的轨迹是如下实线部分的三段弧长.
,
,
所以,点P的轨迹长为
.
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