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题型:填空题
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填空题

在侧棱长为1的正三棱锥P-ABC中,∠APB=∠BPC=∠CPA=40°过点A作截面AEF与PB、PC侧棱分别交于E、F两点,则截面的周长最小值为______.

正确答案

将三棱锥由PA展开,如图,

则图中∠APA1=120°,

AA1为所求,

由余弦定理可得AA1==

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

如图所示,五面体ABCDE中,正ABC的边长为1,AE平面ABC,CD∥AE,且CD=AE.

(I)设CE与平面ABE所成的角为,AE=的取值范围;

(Ⅱ)在(I)和条件下,当取得最大值时,求平面BDE与平面ABC所成角的大小.

正确答案

解:方法一:

(Ⅰ)取中点,连结,由为正三角形,得,又,则,可知,所以与平面所成角.……………2分

,……………4分

因为,得,得.……………6分

(Ⅱ)延长交于点S,连

可知平面平面=.………………………7分

,且,又因为=1,从而,…………………8分

,由三垂线定理可知,即为平面与平面所成的角;……………………10分

从而平面与面所成的角的大小为.………………12分

方法二:

解:

(Ⅰ)如图以C为坐标原点,CA、CD为y、z轴,垂直于CA、CD的直线CT为x轴,建立空间直角坐标系(如图),则

.……………2分

取AB的中点M,则

易知,ABE的一个法向量为,

由题意.………………4分

,则,                           

.…………………6分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知最大值为,则当时,设平面BDE法向量为,则

,………………8分

又平面ABC法向量为,……………………10分

所以=

所以平面BDE与平面ABC所成角大小……………………12分

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题型:简答题
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简答题

17.(本小题满分8分)如图,正方体ABCDA1B1C1D1中,EDD1中点,

(1)求证:BD1∥平面AEC

(2)求:异面直线BDAD1所成的角的大小.

正确答案

证明:(1)设ACBD交点为O,连结EO

EO分别是DD1BD中点

EOBD1

又∵EO AECBD1∥面AEC

BD1∥平面AEC

(2)连结B1D1AB1

DD1 ∥=BB1 ∴B1D1 ∥=BD

∴∠AD1B1即为BDAD1所成的角

在正方体中有面对角线AD1 = D1B1 = AB1

∴△AD1B1为正三角形

∴∠AD1B1 = 60°

即异面直线BDAD1所成的角的大小为60°

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)

如图所示,在棱长为2的正方体中,分别为

中点.

(1)求证:

(2)求三棱锥的体积.

正确答案

证明:(1)

(2)

    且 ………………8分

………………11分

  即  ………………12分

=

=  …………………………14分

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题型:填空题
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填空题

由一个平面多边形沿某一方向平移形成的空间几何体叫做______.

正确答案

将一个平面多边形沿某一方向平移

则形成的几何体中,有两个面互相平行,

其余各面都是四边形,并且每相邻两个多边形的公共边都互相平行,

故平移形成的几何体叫棱柱.

故答案为:棱柱

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题型:填空题
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填空题

已知点M是棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1的棱DD1的中点,则过A,B,M三点的截面积是______.

正确答案

AM==a,

BM==a,

AB=a,

由余弦定理,得cos∠AMB==

∴sin∠AMB==

∴过A,B,M三点的截面积S=×××=a2

故答案为:a2

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题型:简答题
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简答题

如图,一个圆锥形的空杯子上面放着一个半球形的冰淇淋,如果冰淇淋融化了并流入杯中,会溢出杯子吗?请用你的计算数据说明理由。(冰、水的体积差异忽略不计)

正确答案

冰淇淋融化了,不会溢出杯子;

试题分析:根据题意,求出半球的体积,圆锥的体积,比较二者大小,判断是否溢出,即可得答案.

试题解析:因为

因为所以,冰淇淋融化了,不会溢出杯子.

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题型:填空题
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填空题

如图,在正方体中,分别为棱的中点,给出下列对线段所在直线:①;②;③.其中,是异面直线的对数共有        对.

正确答案

试题分析:有异面直线的定义可知,异面直线的只有②;③两组.

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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=3,点E、F分别在BC、AD上,EF∥AB.现将四边形ABEF沿EF折起,使平面ABEF平面EFDC,设AD中点为P.

(Ⅰ)当E为BC中点时,求证:CP∥平面ABEF;

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

正确答案

(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)当时,有最大值,最大值为.

试题分析:(Ⅰ)取的中点,连,证明四边形为平行四边形,再由线面平行定理证明∥平面;(Ⅱ)先求三棱锥A-CDF的体积关于x的表达式,再看体积是否有最大值,并求出此时x的值.

试题解析:解:(Ⅰ)取的中点,连,则

,∴,即四边形为平行四边形,3分

,又EQ平面平面ABEF,故∥平面.   6分

(Ⅱ)因为平面平面,平面平面

  ∴平面                                8分

由已知,所以 

,            11分

∴当时,有最大值,最大值为.                    12分

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题型:简答题
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简答题

(14分)如图,圆柱内有一个三棱柱,三棱柱的 底面为圆柱

底面的内接三角形,且是圆的直径。

(I)证明:平面平面

(II)设,在圆内随机选取一点,记该点取自三棱柱内的概率为

(i)当点在圆周上运动时,求的最大值;

(ii)如果平面与平面所成的角为。当取最大值时,求的值。

正确答案

解:(Ⅰ)因为平面ABC,平面ABC,所以

因为AB是圆O直径,所以,又,所以平面

平面,所以平面平面

(Ⅱ)(i)设圆柱的底面半径为,则AB=,故三棱柱的体积为

=

又因为

所以=,当且仅当时等号成立,

从而,而圆柱的体积

=当且仅当,即时等号成立,

所以的最大值是

(ii)由(i)可知,取最大值时,,于是以O为坐标原点,建立空间直角坐标系(如图),则C(r,0,0),B(0,r,0),0,r,2r),

因为平面,所以是平面的一个法向量,

设平面的法向量

,故

得平面的一个法向量为,因为

所以

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