- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图,三棱柱ABC—A1B1C1的底面是正三角形且侧棱垂直于底面,
三棱柱ABC—A1B1C1的每条棱长均为4,E、F分别是BC,A1C1
的中点,则EF的长等于 。
正确答案
略
19. (本小题满分12分)
如图,直四棱柱ABCD—A1B1C1D1的高为3,底面是边长为4且∠DAB = 60°的菱形,ACBD = O,A1C1
B1D1 = O1,E是O1A的中点.
(1) 求二面角O1-BC-D的大小;
(2) 求点E到平面O1BC的距离.
正确答案
60°,
解法一:
(1) 过O作OF⊥BC于F,连接O1F,
∵OO1⊥面AC,∴BC⊥O1F,
∴∠O1FO是二面角O1-BC-D的平面角,········ 3分
∵OB = 2,∠OBF = 60°,∴OF =.
在Rt△O1OF中,tan∠O1FO =
∴∠O1FO="60°" 即二面角O1—BC—D的大小为60°············· 6分
(2) 在△O1AC中,OE是△O1AC的中位线,∴OE∥O1C
∴OE∥O1BC,∵BC⊥面O1OF,∴面O1BC⊥面O1OF,交线O1F.
过O作OH⊥O1F于H,则OH是点O到面O1BC的距离,··········· 10分
∴OH = ∴点E到面O1BC的距离等于
················ 12分
解法二:
(1) ∵OO1⊥平面AC,
∴OO1⊥OA,OO1⊥OB,又OA⊥OB,········· 2分
建立如图所示的空间直角坐标系(如图)
∵底面ABCD是边长为4,∠DAB = 60°的菱形,
∴OA = 2,OB = 2,
则A(2,0,0),B(0,2,0),C(-2
,0,0),O1(0,0,3)··· 3分
设平面O1BC的法向量为=(x,y,z),则
⊥
,
⊥
,
∴,则z = 2,则x=-
,y = 3,
∴=(-
,3,2),而平面AC的法向量
=(0,0,3)········ 5分
∴ cos<,
>=
,
设O1-BC-D的平面角为α, ∴cosα=∴α=60°.
故二面角O1-BC-D为60°.······················ 6分
(2) 设点E到平面O1BC的距离为d,
∵E是O1A的中点,∴=(-
,0,
),············· 9分
则d=
∴点E到面O1BC的距离等于.···················· 12分
下列命题中:
①用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫棱台;②棱台的各侧棱延长后一定相交于一点;③圆台可以看做直角梯形以其垂直于底边的腰所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的曲面围成的几何体;④半圆绕其直径所在直线旋转一周形成球.
正确命题的序号是________.
正确答案
①②③
①符合棱台的定义;②棱台是由棱锥被平行于底面的平面所截而得,各侧棱延长后一定相交于一点;③是圆台的另一种定义形成;④中形成的是球面而不是球.
(本小题满分12分)
如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD,底面ABCD为正方形,E为PC的中点,点G在BC边上且
。
(Ⅰ)求证:平面PCD;
(Ⅱ)点M在AD边上,若PA//平面MEG,
求的值。
正确答案
(Ⅰ)证明:∵底面
,
∴,
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅2分
∵底面为正方形,∴
,
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3分
∵,
∴平面
.┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅5分
(Ⅱ)解:连结,取
中点
,连结
.
∵,平面
平面
,
∴,┅┅┅┅┅┅┅┅8分
在中,E为
的中点,
所以点O为AC的中点,
在正方形中,
是
中点,则
是MG中点,
,
,
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅10分
而,
,
所以. ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅12分
略
直三棱柱A1B1C1-ABC中,已知AA1 = 2,AB = AC = 1,且AC⊥AB,则此直三棱柱的外接球的体积等于
正确答案
略
本小题满分12分)
已知斜三棱柱ABC—A1B1C1,在底面ABC上的射影恰为AC的中点D,又知
w.& (I)求证:AC1⊥平面A1BC;
(II)求CC1到平面A1AB的距离;
(理)(III)求二面角A—A1B—C的大小
正确答案
,
解:(I)因为A1D⊥平面ABC,
所以平面AA1C1C⊥平面ABC, …………1分
又BC⊥AC,所以BC⊥平面AA1C1C,
得BC⊥AC1,又BA1⊥AC1 w.&…………2分
所以AC1⊥平面A1BC; …………3分
(II)因为AC1⊥A1C,所以四边形AA1C1C为菱形,
故AA1=AC=2,又D为AC中点,知 …………4分
取AA1中点F,则AA1⊥平面BCF,从而平面A1AB⊥平面BCF,…………6分
过C作CH⊥BF于H,则CH⊥面A1AB,
在 …………7分
即CC1到平面A1AB的距离为 …………8分
(III)过H作HG⊥A1B于G,连CG,则CG⊥A1B,
从而为二面角A—A1B—C的平面角, …………9分
在
在中,
w.&…………11分
故二面角A—A1B—C的大小为 …………12分
如图,在正方体中,
分别是
的中点.
(1)证明; (2)求
与
所成的角;
(3)证明面面
;(4)
的体积
正确答案
(1)证明见解析 (2)直线与
所成角为直角
(3) 证明见解析 (4)1
(1)∵是正方体,∴
面
.
又, ∴
.
(2)取中点
,连结
,
.因为
是
的中点,所以
、
平行且相等,又
、
平行且相等,所以
、
平行且相等,故
是平行四边形,
.
设与
相交于点
,则
是
与
所成的角,
因为是
的中点,所以
≌
,
,
从而,即直线
与
所成角为直角.
(3)由(1)知,由(Ⅱ)知
,又
,
所以⊥面
.
又因为,所以面
面
.
(4)连结,
,∵
,∴
,
∵,面积
.
又
,
∴.
判断下列各句话的对错.
(1)有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体是棱柱.
(2)一个棱柱至少有五个面.
(3)用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫棱台.
(4)棱台的各侧棱延长后交于一点.
(5)棱台的侧面是等腰梯形.
(6)以直角梯形的一腰为旋转轴,另一腰为母线的旋转面是圆台的侧面.
正确答案
(2)(4)正确,(1)(3)(5)(6)错误
解:由定义及结构特征,可以知道(2)(4)正确,(1)(3)(5)(6)错误.
(1)的反例为图所示的多面体,有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形,但这个几何体不是棱柱,它是两个棱柱的组合体.
(3)没有说明截面与底面平行.
(5)棱台的侧面不一定是等腰梯形,只有当该棱台是由正棱锥截出的才是等腰梯形.
(6)必须是以垂直于两底的腰为旋转轴旋转,才能得到圆台的侧面.
正三棱锥高为2,侧棱与底面所成角为
,则点
到侧面
的距离是
.
正确答案
设P在底面ABC上的射影为O,则PO=2,且O是三角形ABC的中心,设底面边长为a,则 设侧棱为b则
斜高
。由面积法求
到侧面
的距离
(14分)在四棱锥P-ABCD中,为正三角形,AB
平面PBC,AB//CD,AB=
DC,E为PD中点。(1)求证:AE//平面PBC
(2)求证:AE平面PDC
正确答案
(1)略 (2)略
(1)证明:取中点
,连接
在三角形中,因为
是中点,
而
所以四边形为平行四边形
又面
,
面
面
(2)面
,
面
又面
又因为
是正三角形,
为
中点
而
面
,
面
面
面
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