- 空间几何体
- 共15406题
如图所示正方体ABCD-A1B1C1D1,设M是底面正方形ABCD内的一个动点,且满足直线C1D与直线C1M所成的角等于30°,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:由题意,设正方体的棱长为1,建立坐标系,M(x,y,0),(0≤x≤1,0≤y≤1),则=(0,-1,-1),
=(x,y-1,-1),
∵直线C1D与直线C1M所成的角等于30°,
∴cos30°=,
化简可得,
∴点M的轨迹是椭圆的一部分,
故选:B.
已知圆C和y轴相切,圆心在直线x-3y=0上,且被直线y=x截得的弦长为
(1)求圆C的方程.
(2)若圆心在第一象限,求过点(6,5)且与该圆相切的直线方程.
正确答案
解:(1)设圆心为(3t,t),半径为r=|3t|,
则圆心到直线y=x的距离 ,
而 ,
∴(x-3)2+(y-1)2=9或(x+3)2+(y+1)2=9.
(2)圆心在第一象限的圆是(x-3)2+(y-1)2=9,
设过点(6,5)且与该圆相切的直线方程为y-5=k(x-6),即kx-y+5-6k=0,
∵圆心O(3,1),半径r=3,
∴,
解得k=.
∴当切线的斜率k存在时,其方程为y-5=(x-6),
即7x-24y+78=0.
当切线的斜率k不存在时,其方程为x=6.
故切线方程为7x-24y+78=0,或x=6.
解析
解:(1)设圆心为(3t,t),半径为r=|3t|,
则圆心到直线y=x的距离 ,
而 ,
∴(x-3)2+(y-1)2=9或(x+3)2+(y+1)2=9.
(2)圆心在第一象限的圆是(x-3)2+(y-1)2=9,
设过点(6,5)且与该圆相切的直线方程为y-5=k(x-6),即kx-y+5-6k=0,
∵圆心O(3,1),半径r=3,
∴,
解得k=.
∴当切线的斜率k存在时,其方程为y-5=(x-6),
即7x-24y+78=0.
当切线的斜率k不存在时,其方程为x=6.
故切线方程为7x-24y+78=0,或x=6.
将正方形折成正四棱柱的侧面,正方形的对角线AC被折成折线AEFGC,则∠EFG为定值,试求这个定值.
正确答案
解:设正方形的边长为4,AC=4
,E、F、G为对角线AC的四等分点,折叠前后不变量EF=FG=
,
空间图形中,过E在对角面上作EH⊥HD,垂足为H,EF、FG和HG和原来图形中的线段相等,
故GH=2,EF=FG=,
在对角面上,由Rt△HEG中勾股定理得EG=,
在等腰三角形FEG中,由余弦定理得:
cos∠GFE==
,
故∠GFE为定值且为.
解析
解:设正方形的边长为4,AC=4
,E、F、G为对角线AC的四等分点,折叠前后不变量EF=FG=
,
空间图形中,过E在对角面上作EH⊥HD,垂足为H,EF、FG和HG和原来图形中的线段相等,
故GH=2,EF=FG=,
在对角面上,由Rt△HEG中勾股定理得EG=,
在等腰三角形FEG中,由余弦定理得:
cos∠GFE==
,
故∠GFE为定值且为.
P是△ABC所在平面外一点,平面α∥平面ABC,α交线段PA.PB.PC于A′.B′.C′,若PA′:AA′=2:3,则△A′B′C′与△ABC的面积比等于______.
正确答案
4:25或4:1
解析
解:由题意画出图形如图:
因为平面α∥平面ABC,α交线段PA.PB.PC于A′.B′.C′,若PA′:AA′=2:3,
所以A′B′∥AB,
∴△PA′B′∽△PAB
PA′:PA=2:5,A′B′:AB=2:5,
同理A′C′∥AC,A′C′:AC=2:5,
∠B′A′C′=∠BAC.
=
=
=
.同理如图(2)
=4
故答案为:4:25.或4:1
如图(1)所示,一只装了水的密封瓶子,其内部可以看成是由半径为1cm和半径为3cm的两个圆柱组成的简单几何体.当这个几何体如图(2)水平放置时,液面高度为20cm,当这个几何体如图(3)水平放置时,液面高度为28cm,则这个简单几何体的总高度为( )
正确答案
解析
解:设几何体的高为h,两次放置没有水的部分体积相等,
得:(h-20)•π•12=(h-28)•π•32,解得h=29
几何体的高是29.
故选A.
正六棱柱ABCDEF-A1B1C1D1E1F1的侧面都是正方形,若底面边长为a,则截面A1DD1的面积为( )
正确答案
解析
解:如图所示,
正六棱柱ABCDEF-A1B1C1D1E1F1的侧面都是正方形,
且底面边长为a,则截面A1DD1是矩形A1ADD1,
它的面积为AD•A1A=2a•a=2a2.
故选:B.
如果一个立方体的体积在数值上等于V,表面积在数值上等于S,且V=S+1,那么这个立方体的棱长最接近( )
正确答案
解析
解:设正方体棱长为a,则体积=a3,表面积=6a2,
所以方程V=S+1表述为:
a3=6a2+1,即a3-6a2+1=0,设f(a)=a3-6a2+1,
利用计算器计算f(6)<0,f(6.05)>0,故a∈(6,6.05)
解上述方程得到,a约等于6.03.
故选:C.
将一个边长为10的大正方体的表面涂成红色后,再切成边长为1的小正方形,这些小正方形中至少有一面涂成红色的个数是______.
正确答案
488
解析
解:对照正方体,这些小正方体中至少有一面涂成红色,可分为:
①只有一面涂色,有6×(10-2)2=384个,
②有两面涂色,有8×12=96个,
③有三面涂色的,有8个.
则共有384+96+8=488个.
故答案为:488.
一个长方体的长、宽、高分别为3,8,9,若在上面钻一个圆柱形孔后其表面积没有变化,则孔的半径为( )
正确答案
解析
解:圆柱两底面积=圆柱侧面积
孔的打法有三种,所以有三种情况,
①孔高为3,则2πr2=2πr3
解得r=3
②孔高为8,则r=8
③孔高为9,则r=9
而实际的情况是,当r=8、r=9时,因为长方体有个高为3,所以受限制不能打,
所以三种情况其实只能打一种,即圆柱体高为3时,打个半径为3的孔.
故选A
若一个n面体有m个面是直角三角形,则称这个n面体的直度为
,如图,在长方形ABCD-A1B1C1D1中,四面体A1-ABC的直度为______.
正确答案
1
解析
解:由题意知四面体A1-ABC有4个面,其中直角三角形有4个,则四面体A1-ABC的直度为.
故答案为:1
正方体A1C中,E,F分别是棱B1C1,C1D1的中点,则正方体被截面BEFD分成大小两部分的体积之比V1:V2=______.
正确答案
17:7
解析
解:如图所示,设正方体的棱长AB=2,则,
,
=
=
.
∴:
=
=
.
故答案为.
一个凸多面体的各个面都是四边形,它的顶点数是16,则它的面数为( )
正确答案
解析
解:我们知道欧拉公式:V+F-E=2(V为简单多面体的顶点数,F为面数,E为棱数),
因为凸多面体的各个面都是四边形,所以E=2F,
这样:V=16,E=2F,代入 V+F-E=2,得:F=14.
故选:A.
如图,已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为3的正方形,侧棱AA1长为4,且AA1与A1B1,A1D1的夹角都是60°,则AC1的长等于( )
正确答案
解析
解:因为
=
+
+
;
∴()2=(
+
+
)2
=( )2+(
)2+(
)2+2
•
+2
•
+2
•
=42+32+32+2×4×3cos120°+2×4×3cos120°+2×3×3cos90°
=10.
∴AC1=
故选C.
正方体ABCD-A1B1C1D1的对角线AC1长为,则它的棱长为______.
正确答案
1
解析
解:设正方体的棱长为a,
则其对角线长b==
解得a=1
故答案为1
已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体体积为( )
正确答案
解析
解:根据该几何体的三视图,得:
该几何体是底面半径为1,高为3的圆柱与底面边长为2,高为1的正四棱柱,
再去掉一个底面为半圆、高为1的圆柱;
∴V=π×12×3+2×2×1-×π×12×1=4+
π.
故选:A.
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