- 空间几何体的结构
- 共7713题
在直三棱柱中,
的中点,给出如下三个结论:①
②③平面
,其中正确结论为 (填序号)
正确答案
①②③
每个结论都正确
设地球半径为,甲、乙两地均在本初子午线(
经线上),且甲地位于北纬
,乙地位于南纬
,则甲、乙两地的球面距离为
正确答案
:考查球的性质,经纬度的含义,球面距离的计算。
如图,在四棱锥中,底面
是直角梯形,
∥
,
平面
,点
是
的中点,且
.
(1)求四棱锥的体积;
(2)求证:∥平面
;
(3)求直线和平面
所成的角是正弦值.
正确答案
(1)(2)见解析(3)
(1)直接利用棱锥体积公式.
(2)解本小题的关键是在平面SAB作出一条与DM的平行线,由中点想到构造平行四边形,取SB的中点N,连接MN,AN,证明四边形ANMD为平行四边形.
(3)先找出线面角是求角的前提,易证,所以
就是直线SC与平面SAC所成的角.
解:
1分
2分
(1)
∥
4分
(2)取的中点
,连接
.
∥
5分
∥
6分
∥
∥AN 7分
∥平面SAB 8分
(3)
10分
11分
12分
如图所示的长方体中,底面
是边长为
的正方形,
为
与
的交点,
,
是线段
的中点.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)求证:平面
;
(Ⅲ)求二面角的大小.
正确答案
(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)见解析 (Ⅲ)
本试题主要考查了线面平行的判定定理和线面垂直的判定定理,以及二面角的求解的运用。中利用,又
平面
,
平面
,∴
平面
由
,
,又
,∴
平面
. 可得证明
(3)因为∴为面
的法向量.∵
,
,
∴为平面
的法向量.∴利用法向量的夹角公式,
,
∴与
的夹角为
,即二面角
的大小为
.
方法一:解:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系.连接,则点
、
,
∴,又点
,
,∴
∴,且
与
不共线,∴
.
又平面
,
平面
,∴
平面
.…………………4分
(Ⅱ)∵,
∴,
,即
,
,
又,∴
平面
. ………8分
(Ⅲ)∵,
,∴
平面
,
∴为面
的法向量.∵
,
,
∴为平面
的法向量.∴
,
∴与
的夹角为
,即二面角
的大小为
(本题满分12分)正四棱台的上、下底边长为4m和6m.
(1)若侧面与底面所成的角是60°,求此四棱台的表面积;
(2)若侧棱与底面所成的角是60°,求此四棱台的体积.
正确答案
解:(1)正四棱台斜高
正四棱台侧面积
∴(
)
(2)正四棱台的高
∴(
)
略
本小题满分14分)
如图,已知三棱锥P—ABC中,PA⊥平面ABC,设AB、PB、PC的中点分别为D、E、F,
若过D、E、F的平面与AC交于点G.
(Ⅰ)求证点G是线段AC的中点;
(Ⅱ)判断四边形DEFG的形状,并加以证明;
(Ⅲ)若PA=8,AB=8,BC=6,AC=10,求几何体BC-DEFG的体积.
正确答案
DEFG为矩形,
解:(Ⅰ)∵ED∥PA,则PA∥平面DEFG,而PA平面APC,
平面DEFG平面APC=FG,∴PA∥FG,
又F为PC的中点,因此G为AC的中点;……………………4分
(Ⅱ)∵点E、D分别AB、PB中点,则∴ED∥PA,且EDPA,
同理FG∥PA,且FGPA,∴ED∥FG,且ED=FG,
∴DEFG为平行四边形,由于PA⊥平面ABC,而 ED∥PA,
∴ED⊥平面ABC,∴ED⊥DG,因此DEFG为矩形.………………9分
(Ⅲ)取PA的中点K,连结KE、KF,则多面体PA—DEFG分成
三棱锥P—KEF和三棱柱KEF—ADG,则多面体PA—DEFG的体积为;
多面体BC—DEFG的体积为=
;………………… 14分
(本小题13分)
如图,四棱锥的底面为正方形,
平面
,且
,
,
,
分别是线段
,
的中点.
⑴求直线和
所成角的余弦值;
⑵求二面角平面角的余弦值.
正确答案
解:如图以为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴.则
,
,
,
,
,
.
⑴……6分
⑵设平面的法向量为
.
平面的法向量为
,由
,
.
令
,则
,∴
即二面角
平面角的余弦值为
.……13分
如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=BC=,BB1=2,∠ABC=90°,E、F分为AA1、C1B1的中点,沿棱柱的表面从E到F两点的最短路径的长度是________.
正确答案
解析:将三棱柱侧面、底面展开有三种情形,如图
在(1)中;
在(2)中;
在(3)中;
比较知(3)最小.
已知异面直线l1和l2,l1⊥l2,MN是l1和l2的公垂线,MN = 4,A∈l1,B∈l2,AM = BN = 2,O是MN中点.①求l1与OB的成角.②求A点到OB距离.
正确答案
本题若将条件放入立方体的“原型”中,抓住“一个平面四条线”的图形特征及“直线平面垂直”的关键性条件,问题就显得简单明了.
(1)如图,画两个相连的正方体,将题目条件一一标在图中.
OB在底面上射影NB⊥CD,由三垂线定理,OB⊥CD,又CD∥MA,
∴OB⊥MA即OB与l1成90°
(2)连结BO并延长交上底面于E点.
ME = BN,∴ME = 2,又ON = 2
∴.
作AQ⊥BE,连结MQ.
对于平面EMO而言,AM、AQ、MQ分别为垂线、斜线、斜线在平面内的射影,由三垂线逆定理得MQ⊥EO.
在Rt△MEO中,.
评述:又在Rt△AMQ中,,本题通过补形法使较困难的问题变得明显易解;求点到直线的距离,仍然是利用直线与平面垂直的关键条件,抓住“一个面四条线”的图形特征来解决的.
半径为的球面上有
、
、
三点,已知
和
间的球面距离为
,
和
,
和
的球面距离都为
,求
、
、
三点所在的圆面与球心的距离.
正确答案
解:设球心为O,连结OA,OB,OC,AB,AC,BC,则由A、B、C、O形成一个三棱锥.
因为A和C间的球面距离为,所以
;
同理由A和B,B和C的球面距离都为
,有
,
且,…………………………………(6分)
如图,则有,所以
是等腰直角三角形;
因为,则点O在平面ABC的射影是
的外心.……(9分)
而是等腰直角三角形,其外心是斜边AC的中点,设中点为E,连结OE,则线段OE的长度是点O到平面ABC的距离.
对,
,
,易知
.
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