- 空间几何体
- 共15406题
(2015秋•衡阳校级期末)如图,在透明塑料制成的长方体ABCD-A′B′C′D′容器内灌进一些水,将容器底面一边BC固定于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下列四个说法:
①水的部分始终呈棱柱状;
②水面四边形EFGH的面积不改变;
③棱A′D′始终与水面EFGH平行;
④当E∈AA′时,AE+BF是定值.
其中所有正确的命题的序号是______.
正确答案
①③④
解析
解:①水的部分始终呈棱柱状;从棱柱的特征平面AA′B′B平行平面CC′D′D即可判断①正确;
②水面四边形EFGH的面积不改变;EF是可以变化的EH不变的,所以面积是改变的,②是不正确的;
③棱A′D′始终与水面EFGH平行;由直线与平面平行的判断定理,可知A′D′∥EH,所以结论正确;
④当E∈AA′时,AE+BF是定值.水的体积是定值,高不变,所以底面面积不变,所以正确.
故答案为:①③④
棱长为2的正四面体S-ABC中,M为SB上的动点,则AM+MC的最小值为______.
正确答案
解析
解:展开棱长为2的正四面体S-ABC的侧面,如图.
由正三角形的性质,得
AC=2×=
,
故答案为.
在正三棱锥P-ABC(顶点在底面的射影是底面正三角形的中心)中,AB=4,PA=8,过A作与PB,PC分别交于D和E的截面,则截面△ADE的周长的最小值是______.
正确答案
11
解析
解:三棱锥的侧面展开图,如图,
△ADE的周长的最小值为AA1,
在△PAB中,sin∠APB=
,∴cos∠APB=1-2sin2
∠APB=
,
在△APA1中,∴sin∠APA1=sin(∠APB+
∠APB)=sin∠APBcos
∠APB+cos∠APBsin
∠APB=
+
×
=
,
所以AA1=2PA×sin∠APA1=11,
故答案为:11.
有一塔形几何体由若干个正方体构成,构成方式如图所示,上层正方体下底面的四个顶点是下层正方体上底面各边的中点.已知最底层正方体的棱长为2,且该塔形的表面积(含最底层正方体的底面面积)超过39,则该塔形中正方体的个数至少是( )
正确答案
解析
解:底层正方体的表面积为24;第2层正方体的棱长,每个面的面积为
;第3层正方体的棱长为
,每个面的面积为
;┉,第n层正方体的棱长为
,每个面的面积为
;
若该塔形为n层,则它的表面积为
24+4[+
+┉+
]=40
因为该塔形的表面积超过39,所以该塔形中正方体的个数至少是6.
故选C
已知圆柱有一个内接长方体ABCD-A1B1C1D1,长方体的对角线长为10,且圆柱的侧面展开图是面积为100π的矩形,则此圆柱体积是______.
正确答案
250π
解析
解:设圆柱半径为r,高为h
则有,4r2+h2=,且2πrh=100π
4r2+h2=200且h=
即4r2+()2=200
即4r4 -200r2 +2500=0
即r4 -50r2 +625=0
即r2=25
r=5,h=10
体积V=πr2h=250π.
故答案为:250π.
如图所示,啤酒瓶子的高为h,瓶内啤酒面的高度为a,在盖子盖好的情况下将酒瓶倒置时瓶内酒面高度为b,则啤酒瓶的容积与瓶内酒的体积之比为______.
正确答案
1+
解析
解:设啤酒瓶的底面积为x,酒瓶的容积为1,
ax=1-(h-b)x,
解得x=,
∴酒的体积为:×a=
,
∴酒瓶的容积与瓶内酒的体积之比为:1:=
.
故答案为
若一个正三棱柱的高为1,体积为2,则一条侧棱到与它相对的面之间的距离为( )
正确答案
解析
解:由体积公式V=Sh可得底面积为S==2
,
若设底面三角形的边长为a,
则有a2=2
,所以a=2
,
故侧棱到相对面的距离为a=
.
故选D.
一正四棱锥的高为2,侧棱与底面所成的角为45°,则这一正四棱锥的斜高等于( )
正确答案
解析
解:如图PO⊥底面ABCD,连接OA,取AD的中点E,连接OE,PE,
则PE为斜高.
∠PAO为侧棱与底面所成的角,且为45°,
在直角△PAO中,PO=2,AO=2
,PA=4,
在直角△AEO中,AE=2,
故在直角△PEA中,PE==2
.
故选C.
正方体中,连接相邻两个面的中心的连线可以构成一个美丽的几何体.若正方体的边长为1,则这个美丽的几何体的体积为______.
正确答案
解析
解:∵正方体的棱长是1,
构成的八面体可以看作是由两个正四棱锥组成,
以上面一个正四棱锥为例,
它的高等于正方体棱长的一半 ,
正四棱锥的底面边长根据勾股定理可知是 ,
∴这个正四棱锥的体积是 =
∴构成的八面体的体积是2×=
故答案为:.
如图,四边形ABCD与A‘ABB'都是边长为a的正方形,点E是A′A的中点,A′A⊥平面ABCD.
(Ⅰ)计算:多面体A′B′BAC的体积;
(Ⅱ)求证:A′C∥平面BDE;
(Ⅲ)求证:平面A′AC⊥平面BDE.
正确答案
(I)解:多面体A‘B'BAC是一个以A'B'BA为底,C点为顶点的四棱锥,由已知条件,知BC⊥平面A'B'BA,
∴
=
=(3分)
(II)证:设AC交BD于M,连接ME.
∵ABCD为正方形,所以M为AC中点,
又∵E为A'A的中点
∴ME为△A'AC的中位线∴ME∥A'C(5分)
∵ME⊂平面BDE,A'C⊄平面BDE
∴A'C∥平面BDE.(7分)
(Ⅲ)证:∵ABCD为正方形
∴BD⊥AC(9分)
∴BD⊥平面A′AC.(11分)
(12分)
解析
(I)解:多面体A‘B'BAC是一个以A'B'BA为底,C点为顶点的四棱锥,由已知条件,知BC⊥平面A'B'BA,
∴
=
=(3分)
(II)证:设AC交BD于M,连接ME.
∵ABCD为正方形,所以M为AC中点,
又∵E为A'A的中点
∴ME为△A'AC的中位线∴ME∥A'C(5分)
∵ME⊂平面BDE,A'C⊄平面BDE
∴A'C∥平面BDE.(7分)
(Ⅲ)证:∵ABCD为正方形
∴BD⊥AC(9分)
∴BD⊥平面A′AC.(11分)
(12分)
在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点A到平面A1DB的距离为______.
正确答案
解析
解:构造三棱锥A-A1DB,并且有
=
,
因为=
sh=
×
×1×1×1=
,
所以=
=
.
设点A到平面A1DB的距离为x,
又因为=
×SA1BD×x=
×
×
×x=
,
所以x=,即点A到平面A1DB的距离为
.
故答案为:
如图,平面α,β,γ两两互相垂直,长为
的线段AB(A∈α,B∈γ)在α,β,γ内的射影的长度分别为
,则a+b的最大值为( )
正确答案
解析
解:构造长方体如图,该长方体的对角线长 ,
三个面上的对角线长分别为:、a、b,
则 (a2+b2+6)=7,
∴a2+b2=8,
∵a+b≤=
,
则a+b的最大值为4.
故选A.
正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长为1,AA1=2,点E、F、G分别为棱BB1、AA1、AD的中点,则有下列命题:
①BG∥平面A1DE;
②A1E⊥DE;
③平面A1DE⊥平面BCC1B1;
④△A1DE所在平面截该四棱柱所得的截面是平行四边形;
⑤△A1DE所在平面将该四棱柱分得的两部分体积之比为7:17.
其中正确命题的序号为______.(填上所有正确命题的序号)
正确答案
①②⑤
解析
解:延长A1E交AB的延长线与G,连接DG交BC于H,连接EH,由已知可得H为BC中点.
①BG∥DG,平面A1DE,∴BG∥平面A1DE.故正确;
②,A1D2=5,DE2=3,A1E2=2,∴A1E⊥DE;故正确;
③,面A1B1BA∩平面A1DE=A1E,由于面A1B1BA⊥平面BCC1B1;
若平面A1DE⊥平面BCC1B1;则A1E⊥平面BCC1B1,显然错误
④△A1DE所在平面截该四棱柱所得的截面是四边形A1EHD,不是平行四边形;故错误
⑤△A1DE所在平面将该四棱柱分得的两部分,其中下半部分为三棱台A1DA-EHB,其体积为=
,又
正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的体积为2,分得的两部分体积之比为7:17.故正确.
综上所述,正确命题的序号为①②⑤
故答案为:①②⑤
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面为直角三角形,∠ABC=90°,AC=6,BC=CC1=
,P是BC1上一动点,则CP+PA1的最小值是______.
正确答案
1+
解析
解:连A1B,沿BC1将△CBC1展开与△A1BC1在同一个平面内,如图所示,
连A1C,则A1C的长度就是所求的最小值.
通过计算可得AB=,
在△A1B1B中,A1B1⊥B1B,A1B1=,BB1=
,
∴A1B=6又∠BC1C=45°,BC1=2,
可求得A1C=1+
故答案为:1+
长方体ABCD-A1B1C1D1中,已知AB1=4,AD1=3,则对角线AC1的取值范围是______.
正确答案
(4,5)
解析
解:设AA1=a,AB=b,AD=c,
则,
两式相加得:a2+b2+c2=25-a2,
其中0<a<3
又对角线AC12=a2+b2+c2=25-a2,
∴则对角线AC1的取值范围是:(4,5),
故答案为:(4,5).
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