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题型:填空题
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填空题

如果把四个面都是直角三角形的四面体称为“三节棍体”,那么正方体的8个顶点构成的四面体是“三节棍体”的概率是______.

正确答案

由题意知本题是一个等可能事件的概率,

从正方体中任选四个顶点的选法是=70,

其中有4点共面的有四点共面的取法有 6+6=12 (种),

∴4点恰能构成三棱锥的有70-12=58(种),

四个面都是直角三角形的三棱锥有4×6=24个,

∴所求的概率是P==

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

已知半径为5的球被互相垂直的两个平面所截,得到的两个圆的公共弦长为4,若其中一圆的半径为4,则另一圆的半径为    .

正确答案

试题分析:由于小圆圆心与球心连线垂直于小圆所在的平面,根据题意将两小圆的圆心、公共弦的中点、球心四点相连可得一个矩形,如图所示,则,所以,即,于是.

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题型:填空题
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填空题

已知平行六面体与平面交于两点。给出以下命题,其中真命题有________(写出所有正确命题的序号)

①点为线段的两个三等分点;

②设中点为的中点为,则直线与面有一个交点;

的内心;

⑤设的外心,则为定值.

正确答案

①⑤

试题分析:对①,在对角面中可看出点为线段的两个三等分点;正确.

;故错;

对③,取中点为R,则易证面.故错;

边的中线,故为不一定为的内心(实际上是重心).故错;

⑤设的外心,则,为定值.正确.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,四棱锥的底面是边长为1的正方形,点是棱的中点。

(1)求证

(2)求异面直线所成的角的大小;

(3)求面与面所成二面角的大小。

(第18题图)

正确答案

见解析

解法一:

(1)因为,所以SC在底面的射影是CD

又因为底面ABCD是正方形,所以,所以…………4分

(2)取AB的中点P,连结MP,DP

中,由中位线得 MP//SB ,所以

是异面直线DM与SB所成的角或其补角,

因为,又

所以,因此

所以异面直线DM与SB所成的角为…………9分

(3)因为,底面ABCD是正方形,

所以可以把四棱锥补成长方体

与面所成二面角就是面与面所成二面角

因为,所以

,所以为所求的二面角的平面角

中,由勾股定理得,在,得

所以,即面与面所成二面角为。. …………14分

解法二:以点D为坐标原点,建立如图的空间直角坐标系,

因为ABCD是边长为1的正方形,且

所以,则

因为,则

所以,即…………4分

(2)设所求的异面直线所成的角为,因为

所以

故异面直线DM与SB所成的角为…………9分

(3)设所求二面角的平面角为,由题意可以面ASD的一个法向量为,设面BSC的一个法向量为,则

所以

所成的角就是所求的二面角的平面角或其补角,所以

所以面与面所成二面角为。…………14分

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题型:简答题
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简答题

已知四棱锥中,平面,底面为菱形,=60是线段的中点.

(1)求证:

(2)求平面与平面所成锐二面角的大小;

(3)在线段上是否存在一点,使得∥平面PAE,并给出证明.

正确答案

(1)略(2) (3)线段上存在一点,使得∥平面PAE,且F是PD的中点。

∵四边形ABCD是的菱形,E为边BC的中点,

∴AE⊥BC,AE⊥AD,又平面,∴PA⊥AE,PA⊥AD,以AE、AD、AP分别为x、y、z轴建立坐标系,设AB=2,则

,-------------1分

(1)-------------2分

------------------3分

即PE⊥AD  ---------------------4分

(2)设平面PCD的法向量为,则

,则,得平面PCD的一个法向量为

⊥平面PAE,则是平面PAE的一个法向量,设平面PAE与平面PCD所成角为,则

所以平面与平面所成锐二面角的大小为;------------------------8分

(3)在线段上存在一点,使得∥平面PAE,且F是PD的中点,

证明:取PA中点M,连结MF,易证四边形CFMB是平行四边形,所以CF∥EM,

又CF平面PAE,EM平面PAE,所以∥平面PAE.---------------------12分

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题型:填空题
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填空题

如图,三棱锥A-BCD中,AB⊥AD,AC⊥AD,∠BAC=θ(0<θ≤),且AB=AC=AD=2,E、F分别为AC、BD的中点,则EF的最大值为______.

正确答案

过F作FG⊥AB,垂足为G,连接GE,

∵AD⊥AB,

∴AD∥FG,∴G为AB的中点,

∴FG=1,AG=1,

∵E为AC的中点,∴AE=1,∠BAC=θ,

∴EG=

∵AD⊥平面ABC,∴FG⊥平面ABC,

在Rt△FGE中,EF===

∵0<θ≤,∴EF≤

故答案是

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题型:填空题
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填空题

如图,A是棱长为a的正方体的一个顶点,过从此顶点出发的三条棱的中点作截面,对正方体的所有顶点都如此操作,所得的各截面与正方体各面共同围成一个多面体,则关于此多面体有以下结论:①有12个顶点;②有24条棱;③有12个面;④表面积为3a2;⑤体积为a3.其中正确的结论是______.(要求填上所有正确结论的序号)

正确答案

如图,

原来的六个面还在只不过是变成了一个小正方形,再添了八个顶点各对应的一个三角形的面,所以总计6+8=14个面,故③错;

每个正方形4条边,每个三角形3条边,4×6+3×8=48,考虑到每条边对应两个面,所以实际只有×48=24条棱.②正确;

所有的顶点都出现在原来正方体的棱的中点位置,

原来的棱的数目是12,所以现在的顶点的数目是12.

或者从图片上可以看出每个顶点对应4条棱,每条棱很明显对应两个顶点,所以顶点数是棱数的一半即12个.①正确;

三角形和四边形的边长都是a,所以正方形总面积为6×a2=3a2,三角形总面积为8××a2sin60°=a2

表面积(3+)a2,故④错;

体积为原正方形体积减去8个三棱锥体积,每个三棱锥体积为8×3=a2,剩余总体积为a3-a3=a3.⑤正确.

故答案为:①②⑤.

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题型:填空题
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填空题

已知圆锥的母线长l=15cm,高h=12cm,则这个圆锥的侧面积等于______cm2

正确答案

∵圆锥的母线长l=15cm,高h=12cm,

∴底面圆的半径为9cm

圆锥侧面积=×9×2π×15=135πcm2

故答案为:135π.

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题型:填空题
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填空题

在正三棱锥P-ABC中,D为PA的中点,O为△ABC的中心,给出下列四个结论:①OD∥平面PBC;  ②OD⊥PA;③OD⊥BC;  ④PA=2OD.其中正确结论的序号是______.

正确答案

取BC中点M,连接AM,PM,

则O∈AM.

∵AO=2OM,

∴OD与PM不平行,

∴OD∥平面PBC不成立,即①错误;

∵OA≠OP,D为PA中点,

∴OD⊥PA不成立,即②错误;

∵P-ABC为正三棱锥,

∴BC⊥PM,BC⊥AM,

∴BC⊥面APM,

∴OD⊥BC,即③成立;

∵PO垂直于平面ABC,OA属于平面ABC

∴PO垂直于OA

∴三角形AOP为直角三角形

∵D为AP中点

∴PA=2OD,即④成立.

故答案为:③④.

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题型:简答题
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简答题

(2013•浙江)如图,在四面体A﹣BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2.M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.

(1)证明:PQ∥平面BCD;

(2)若二面角C﹣BM﹣D的大小为60°,求∠BDC的大小.

正确答案

(1)见解析     (2)60°

(1)取BD的中点O,在线段CD上取点F,使得DF=3CF,连接OP、OF、FQ

∵△ACD中,AQ=3QC且DF=3CF,∴QF∥AD且QF=AD

∵△BDM中,O、P分别为BD、BM的中点

∴OP∥DM,且OP=DM,结合M为AD中点得:OP∥AD且OP=AD

∴OP∥QF且OP=QF,可得四边形OPQF是平行四边形

∴PQ∥OF

∵PQ⊄平面BCD且OF⊂平面BCD,∴PQ∥平面BCD;

(2)过点C作CG⊥BD,垂足为G,过G作GH⊥BM于H,连接CH

∵AD⊥平面BCD,CG⊂平面BCD,∴AD⊥CG

又∵CG⊥BD,AD、BD是平面ABD内的相交直线

∴CG⊥平面ABD,结合BM⊂平面ABD,得CG⊥BM

∵GH⊥BM,CG、GH是平面CGH内的相交直线

∴BM⊥平面CGH,可得BM⊥CH

因此,∠CHG是二面角C﹣BM﹣D的平面角,可得∠CHG=60°

设∠BDC=θ,可得

Rt△BCD中,CD=BDcosθ=2cosθ,CG=CDsinθ=sinθcosθ,BG=BCsinθ=2sin2θ

Rt△BMD中,HG==;Rt△CHG中,tan∠CHG==

∴tanθ=,可得θ=60°,即∠BDC=60°

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