- 空间几何体的结构
- 共7713题
圆台的一个底面周长是另一个底面周长的3倍,母线长为3,圆台的侧面积为,则圆台较小底面的半径为_____.
正确答案
7
略
如图:在四面体中,
平面
,
,
,
,
是
的中点;
(1)求证;
(2)求直线与平面
所成的角。
正确答案
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AB是圆O直径。
(Ⅰ)证明:平面平面
;
(Ⅱ)设AB=,在圆柱
内随机选取一点,记该点取自于三棱柱
内的概率为
。
(i)当点C在圆周上运动时,求的最大值;
(ii)记平面与平面
所成的角为
,当
取最大值时,求
的值。
正确答案
(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
,
而平面
,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
,
故=
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
,由
,故
,
取得平面
的一个法向量为
,因为
,
所以。
正确答案
见解析
证明:连BD,在△ABC中, E,H是AB,AD的中点
EH
BD且EH=
,同理可证:FG∥BD且FG=
EH∥FG且EH="FG "
四边形EFGH是平行四边形
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=,B B1=2,∠ABC=90°,E、F分别为A A1,C1 B1的中点,沿棱柱表面,从E到F的最短路径的长为 .
正确答案
试题分析:“沿将平面
与平面
展开到同一平面”所得路径,比“沿
将平面
与平面
展开到同一平面”所得路径长,只需求“沿
将平面
与平面
展开到同一平面”的路径长,此时
.
同样“沿将平面
与平面
展开到同一平面”所得路径,比“沿
将平面
与平面
展开到同一平面” 所得路径长,只需求沿
将平面
与平面
展开到同一平面,此时
,因为
,所以从E到F的最短路径的长为
.
如图,在直三棱柱中,底面
为等腰直角三角形,
,
为棱
上一点,且平面
平面
.
(Ⅰ)求证:点为棱
的中点;
(Ⅱ)判断四棱锥和
的体积是否相等,并证明。
正确答案
(1)点为棱
的中点. (2)相等.
本试题主要考查了立体几何中的体积问题的运用。第一问中,
易知,
面
。由此知:
从而有
又点
是
的中点,所以
,所以
点为棱
的中点.
(2)中由A1B1⊥平面B1C1CD,BC⊥平面A1ABD,D为BB1中点,可以得证。
(1)过点作
于
点,取
的中点
,连
。
面
面
且相交于
,面
内的直线
,
面
。……3分
又面
面
且相交于
,且
为等腰三角形,易知
,
面
。由此知:
,从而有
共面,又易知
面
,故有
从而有
又点
是
的中点,所以
,所以
点为棱
的中点. …6分
(2)相等.ABC-A1B1C1为直三棱柱,∴BB1⊥A1B1,BB1⊥BC,又A1B1⊥B1C1,BC⊥AB,
∴A1B1⊥平面B1C1CD,BC⊥平面A1ABD(9分)∴VA1-B1C1CD="1" /3 SB1C1CD•A1B1="1/" 3 ×1 2 (B1D+CC1)×B1C1×A1B1VC-A1ABD="1" /3 SA1ABD•BC="1" /3 ×1 2 (BD+AA1)×AB×BC∵D为BB1中点,∴VA1-B1C1CD=VC-A1ABD
将半径都为2的4个钢球完全装入形状为正四面体的容器里,这个正四面体的高的最小值为 .
正确答案
略
(本小题满分12分) 如图正三棱柱各条棱长均为1,D是侧棱
中点。
(I)求证:平面
(II)求平面
(Ⅲ)求点
正确答案
(2) (3)
略
在三棱锥
中,
是边长为
的正三角形,平面
平面
,
,
、
分别为
、
的中点,
(1)证明:;
(2)求二面角的大小;
(3)求点到平面
的距离.
正确答案
arctan2,
.解:(Ⅰ)取AC中点D,连结SD、DB.
∵SA=SC,AB=BC,∴AC⊥SD且AC⊥BD,∴AC⊥平面SDB,又SB
平面SDB,
∴AC⊥SB.
(Ⅱ)∵AC⊥平面SDB,AC平面ABC,∴平面SDB⊥平面ABC.
过N作NE⊥BD于E,NE⊥平面ABC,
过E作EF⊥CM于F,连结NF,
则NF⊥CM.
∴∠NFE为二面角N-CM-B的平面角.
∵平面SAC⊥平面ABC,SD⊥AC,∴SD⊥平面ABC.
又∵NE⊥平面ABC,∴NE∥SD.
∵SN=NB,∴NE=SD=
=
=
,且ED=EB.
在正△ABC中,由平几知识可求得EF=MB=
,在Rt△NEF中,tan∠NFE=
=2
,∴二面角N—CM—B的大小是arctan2
(Ⅲ)在Rt△NEF中,NF==
,
∴S△CMN=CM·NF=
,S△CMB=
BM·CM=2
.
设点B到平面CMN的距离为h,
∵VB-CMN=VN-CMB,NE⊥平面CMB,∴S△CMN·h=
S△CMB·NE,
∴h==
.即点B到平面CMN的距离为
(本小题满分14分)
(本题14分).如图所示,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,
底面边长和侧棱长都是2,D是侧棱CC1上任意一点,E是
A1B1的中点.
(1)求证:A1B1//平面ABD.
(2)求证:
(3)求三棱锥C-ABE的体积.
正确答案
(Ⅰ)见解析 (Ⅱ) 见解析(Ⅲ)
(1)证明:在正三棱柱ABC-A1B1C1中,∵A1B1//AB,
AB在平面ABD内,A1B1不在平面ABD内,
∴A1B1//平面ABD.………………………………………5分
(2) 证明:取AB中点F,连接EF,CF,
则CF^AB,EF^AB……………………8分
∵∴
……………………9分
∴…………10分
(3)解: 14分
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