- 空间几何体的结构
- 共7713题
用六根长度均为1的铁棒焊接成一个正四面体形框架.若忽略铁棒的粗细和焊接误差,设此框架能容纳得下的最大球的半径为,能容纳得下此框架的最小球的半径为
. 则
等于_______________.
正确答案
解;实际上所求的设此框架能容纳得下的最大球的半径为,即为正四面体的内切球半径,而能容纳得下此框架的最小球的半径为
为正四面体的外接球的最小半径,把正四面体放在正方体中,利用正方体的边长求解出外接球的半径和棱长的关系,再求正四面体内切球的半径,可得结论。
如图组合体中,三棱柱的侧面
是圆柱的轴截面,
是圆柱底面圆周上不与
重合一个点。
(Ⅰ)求证:无论点如何运动,平面
平面
;
(Ⅱ)当点是弧
的中点时,求四棱锥
与圆柱的体积比。
正确答案
(1)见解析(2)
(Ⅰ)因为侧面是圆柱的的轴截面,
是圆柱底面圆周上不与
、
重合一个点,所以
又圆柱母线^平面
,
平面
,所以
,
又,所以
^平面
,
因为平面
,所以平面
平面
;
(Ⅱ)设圆柱的底面半径为,母线长为
,当点
是弧
的中点时,三角形
的面积为
,三棱柱
的体积为
,三棱锥
的体积为
,四棱锥
的体积为
,
圆柱的体积为,四棱锥
与圆柱的体积比为
用一个平面去截一个几何体,如果截面是三角形,则这个几何体可能是___________.
正确答案
三棱锥、三棱柱、三棱台
用平行于底面的平面去截三棱柱,截面是三角形,同样去截三棱锥,三棱台所得截面均为三角形.
如图,在底面是菱形的四棱锥中,
,
,
,点
在
上,且
.
(1)证明平面
;
(2)求以为棱,
与
为面的二面角的大小.
正确答案
(1)证明见答案 (2)
(1)底面
是菱形,
,
.
在△中,由
,
知.
同理平面
.
(2)如图,作交
于
,由
平面
知
平面
.
作于
,连结
,则
.
则为所求二面角的平面角,设为
.
又.
,
,
.
从而,
.
如图,设平面=EF,AB
,CD
,垂足分别为B,D,若增加一个条件,就能推出BD⊥EF,现有
①AC⊥β;
②AC与α,β所成的角相等;
③AC与CD在β内的射影在同一条直线上;
④AC∥EF。
那么上述几个条件中能成为增加条件的是_____
(填上你认为正确的所有答案序号)
正确答案
如图,在三棱柱中,
,
,
,点D是
上一点,且
。
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求二面角的余弦值
正确答案
(1)证明略
(2)证明略
(3)
证明:(1)依题意,
,
又,
,又
平面
平面
4分
(2)连结交
于点
,则
是
的中点,连结
.
由(Ⅰ)知,
,
是
中点
又,
平面
. 8分
(3)如图,建立空间直角坐标系,设
,
则,
,
.
,
,设平面
的一个法向量为
,则
即,令
,
.
取平面的一个法向量为
,
则cos.
所以二面角大小的余弦值为
. 13分
(本小题满分12分)
如图,在底面为平行四边形的四棱锥P—ABCD中,,
平面
,且
,点E是PD的中点.
(1)证明:;
(2)证明:平面AEC;
(3)求二面角E—AC—B的大小.
正确答案
(1)因AB是PB在平面ABCD的射影,平面ABCD,故
(4分)
(2)连BD交AC于O,连EO,易知BO=DO,PE=DE,故,
平面AEC,
平面AEC,故
平面AEC (8分)
(3)取AD中点F,连EF,FO,则易知,
,故
,故∠EOF为二面角
的平面角,又
,故
,而二面角
与二面角
互补,故二面角
的平面角为
(12分)
略
有下列四个命题:
①圆台的任意两条母线的延长线,可能相交,也可能不相交;②圆锥的母线都交于一点;③圆柱的母线都互相平行.其中正确的命题有____________.
正确答案
②③
由于圆台是用平行于底面的平面截圆锥得到的,所以其母线必交于一点,故①不正确,②③显然正确.
轴截面是直角三角形的圆锥的底面半径为r,则其轴截面面积为________.
正确答案
r2
由于圆锥的轴截面是等腰三角形,且顶角为90°,∴S轴截面=·2r·r=r2.
如图(1),△BCD内接于直角梯形A1A2A3D,已知沿△BCD三边将△A1BD、△A2BC、△A3CD翻折上去,恰好形成一个三棱锥ABCD,如图(2)所示.
(1)求证:在三棱锥ABCD中,AB⊥CD;
(2)若直角梯形的上底A1D=10,高A1A2=8,求翻折后三棱锥的侧面ACD与底面BCD所成二面角θ的余弦值.
正确答案
(1)证明:在直角梯形A1A2A3D中,
A1D⊥A1B,A2C⊥A2B,
翻折成三棱锥后仍有AB⊥AD,AB⊥AC,
∴AB⊥平面ACD.
又平面ACD,∴AB⊥CD.
(2)解:由题设可知,B、C必是A1A2、A2A3的中点,A1D=A3D.
∴A1D=A3D=10,A1B=A2B=4.
过D作DE⊥A2A3,垂足为E,得DE=8.
在Rt△DEA3中,得EA3=6,
∴A2A3=16.
于是A2C=CA3=8,CE=2.
不难得到S△BCD=36,S△CDA=32.
∵AB⊥平面ACD,
由面积射影定理得.
故侧面ACD与底面BCD所成二面角θ的余弦值为.
空间直线和平面
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