- 空间几何体
- 共15406题
在边长为1的正方体中,E,F,G,H分别为A1B1,C1D1,AB,CD的中点,点P从G出发,沿折线GBCH匀速运动,点Q从H出发,沿折线HDAG匀速运动,且点P与点Q运动的速度相等,记E,F,P,Q四点为顶点的三棱锥的体积为V,点P运动的路程为x,在0≤x≤2时,V与x的图象应为( )
正确答案
解析
解:(1)当0时,点P与点Q运动的速度相等根据下图得出:面OEF把几何体PEFQ分割为相等的几何体,
∵S△OEF==
,P到面OEF的距离为x,
VPEFQ=2VP-OEF=2×x=2•
=
,
(2)当x
时,P在AB上,Q在C1D1上,P到
,S△OEF=
=
,
VPEFQ=2VP-OEF=2×=
=定值.
(3)当<x≤2时,S△OEF=
=
,P到面OEF的距离为2-x,
VPEFQ=2VP-OEF=2×(2-x)=
x,
V=
故选:C
如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱,∠ACB=
,若AC=3(dm),BC=4(dm),AA1=4(dm),D、E分别在棱AA1和CC1上,且DA1=3(dm),EC1=2(dm),若用此直三棱柱作为无盖盛水容器,且在D、E两处发生泄露,试问现在此容器最多能盛水多少(L)?
正确答案
解:由三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱,∠ACB=
VABC-A1B1C1=S△ABC•AA1=•AC•BC•4=24(4分)
VB-ADEC=S四边形ADEC•BC=
•
(AD+CE)•AC•BC
=•
•(1+2)•3•4=6(4分)
此容器最多能盛水VABC-A1B1C1-VB-ADEC=18L.(4分)
解析
解:由三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱,∠ACB=
VABC-A1B1C1=S△ABC•AA1=•AC•BC•4=24(4分)
VB-ADEC=S四边形ADEC•BC=
•
(AD+CE)•AC•BC
=•
•(1+2)•3•4=6(4分)
此容器最多能盛水VABC-A1B1C1-VB-ADEC=18L.(4分)
如图,在三棱锥P-ABC中,已知PC⊥BC,PC⊥AC,点E,F,G分别是所在棱的中点,则下面结论中错误的是( )
正确答案
解析
解:点E,F,G分别是所在棱的中点,
∴根据三角形中位线的性质得到三条线分别平行,
∴两个平面平行故A正确,
∵PC⊥BC,PC⊥AC,
∴PC⊥面ABC,
∵FG∥PC
∴FG⊥面ABC,
∴平面EFG⊥平面ABC
故B正确,
有FE∥BP知C正确,
故选D.
下面是关于三棱锥的四个命题:
①底面是等边三角形,侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱锥.
②底面是等边三角形,侧面都是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥.
③底面是等边三角形,侧面的面积都相等的三棱锥是正三棱锥.
④侧棱与底面所成的角都相等,且侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱锥.
其中,真命题的编号是_____①④_.(写出所有真命题的编号)
正确答案
解:对于①,设四面体为D-ABC,过棱锥顶点D作底面的垂线DE,过E分别作AB,BC,CA边的垂线,
其垂足依次为F,G,H,连接DF,DG,DH,则∠DFE,∠DGE,∠DHE分别为各侧面与底面所成的角,
所以∠DFE=∠DGE=∠DHE,于是有FE=EG=EH,DF=DG=DH,故E为△ABC的内心,
又因△ABC为等边三角形,所以F,G,H为各边的中点,
所以△AFD≌△BFD≌△BGD≌△CGD≌△AHD,故DA=DB=DC,
故棱锥为正三棱锥.所以为真命题.
对于②,侧面为等腰三角形,不一定就是侧棱为两腰,所以为假命题.
对于③,面积相等,不一定侧棱就相等,只要满足斜高相等即可,所以为假命题.
对于④,由侧棱与底面所成的角相等,可以得出侧棱相等,又结合①知底面应为正三角形,所以为真命题.
综上,①④为真命题.
故答案为:①④
解析
解:对于①,设四面体为D-ABC,过棱锥顶点D作底面的垂线DE,过E分别作AB,BC,CA边的垂线,
其垂足依次为F,G,H,连接DF,DG,DH,则∠DFE,∠DGE,∠DHE分别为各侧面与底面所成的角,
所以∠DFE=∠DGE=∠DHE,于是有FE=EG=EH,DF=DG=DH,故E为△ABC的内心,
又因△ABC为等边三角形,所以F,G,H为各边的中点,
所以△AFD≌△BFD≌△BGD≌△CGD≌△AHD,故DA=DB=DC,
故棱锥为正三棱锥.所以为真命题.
对于②,侧面为等腰三角形,不一定就是侧棱为两腰,所以为假命题.
对于③,面积相等,不一定侧棱就相等,只要满足斜高相等即可,所以为假命题.
对于④,由侧棱与底面所成的角相等,可以得出侧棱相等,又结合①知底面应为正三角形,所以为真命题.
综上,①④为真命题.
故答案为:①④
如图都是正方体的表面展开图,还原成正方体后,其中两个完全一样的是______.
正确答案
(3)(4)
解析
解:结合四个展开图,将它们复原为几何体,不难看出完全相同的一组是:(3)(4),都是②⑤,①④,③⑥相对.而且顺序相同,故答案为:(3)(4)
四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为菱形,且∠DAB=60°,点P为平面ABCD所在平面外的一点,若△PAD为等边三角形,求证:PB⊥AD.
正确答案
证明:如图,连结BD,取AD的中点E,连结PE,BE;
从而易知△ABD也是等边三角形,
又∵△PAD为等边三角形,
∴AD⊥PE,AD⊥BE,
又∵PE∩BE=E;
故AD⊥平面PBE;
故AD⊥PB.
解析
证明:如图,连结BD,取AD的中点E,连结PE,BE;
从而易知△ABD也是等边三角形,
又∵△PAD为等边三角形,
∴AD⊥PE,AD⊥BE,
又∵PE∩BE=E;
故AD⊥平面PBE;
故AD⊥PB.
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=AB=AC,M、Q分别是CC1、BC的中点,如果对线段A1B1上任一点P,都有PQ⊥AM,则∠BAC=______.
正确答案
90°
解析
解:如图
取AC的中点N,连接A1N、QN,
∵对线段A1B1上任一点P,都有PQ⊥AM,
可得:AM⊥平面A1NQB1,又NQ⊂平面A1NQB1,
∴AM⊥NQ,又NQ∥AB,
∴AM⊥AB,
又AB⊥AA1,AA1,AM⊂平面ACC1A1,
∴AB⊥平面ACC1A1,AC⊂平面ACC1A1,
∴AC⊥AB
则∠BAC=90°
故答案为:90°.
长方体的全面积为24,所有棱长之和也为24,则这个长方体的对角线的长为( )
正确答案
解析
解:设长方体的长、宽、高分别为a,b,c,由题意可知,
由①的平方减去②可得a2+b2+c2=12,
这个长方体的一条对角线长为:2,
故选D.
如图,在边长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P、Q分别为棱AB、A1D1的中点,M、N分别为面BCC1B1和DCC1D1上的点,一质点从点P射向点M,遇正方体的面反射(反射服从光的反射原理),反射到点N,再经平面反射,恰好反射至点Q,则三条线段PM、MN、NQ的长度之和为( )
正确答案
解析
解:作点P关于平面BCC1B1的对称点P1,再作Q关于平面DCC1D1的对称点Q1,连接P1Q1,这就是光线所经过的等效路径,
其长度就是PM,MN,NQ三条线段的长度之和,
根据勾股定理:|P1Q1|2=(A1Q1)2+(AA1)2+(AP1)2=32+22+32=22,
可得|P1Q1|=,
故选:A.
某四面体的三视图如图所示.该四面体的六条棱的长度中,最大的是( )
正确答案
解析
解:由三视图可知原几何体为三棱锥,
其中底面△ABC为俯视图中的钝角三角形,∠BCA为钝角,
其中BC=2,BC边上的高为2,PC⊥底面ABC,且PC=2,
由以上条件可知,∠PCA为直角,最长的棱为PA或AB,
在直角三角形PAC中,由勾股定理得,
PA==
=2
,
又在钝角三角形ABC中,AB==
.
故选C.
一个凸多面体各面都是三角形,各顶点引出的棱的条数均为4,则这个多面体只能是( )
正确答案
解析
解:设多面体的面数为F,棱数为E,顶点数为V,
由各面都是三角形,则3F=2E
由各顶点引出的棱的条数均为4条,则4V=2E
由欧拉定理:V-E+F=2
代入欧拉公式得
E-E+
E=2
解得
E=12,则F=E=8
故这个多面体只能是8面体.
故选D
在四面体ABCD中,AC=BD,P、Q、R、S依次为棱AB、BC、CD、DA的中点,求证:PQRS为一个菱形.
正确答案
证明:由于点P、Q、R、S依次为棱AB、BC、CD、DA的中点,根据三角形两边中点连线的性质可得:PQ∥RS∥AC,RQ∥SP∥BD,
而由题设,AC=BD,
∴PQ=QR=RS=SP,
故PQRS为一个菱形.
解析
证明:由于点P、Q、R、S依次为棱AB、BC、CD、DA的中点,根据三角形两边中点连线的性质可得:PQ∥RS∥AC,RQ∥SP∥BD,
而由题设,AC=BD,
∴PQ=QR=RS=SP,
故PQRS为一个菱形.
在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=2,过A1、C1、B三点的平面截去长方体的一个角后,得到如图所示的几何体ABCD-A1C1D1,且这个几何体的体积为10.
(1)求棱A1A的长;
(2)求此几何体的表面积,并画出此几何体的主视图和俯视图(写出各顶点字母).
正确答案
解:(1)设长方体的高AA1=h,则该几何体体积为
--------------------2‘
即,解得:h=3,即AA1=3-----------------------6’
(2)根据题意,可得该几何体的表面由三个长方形和四个三角形组成,
SAA1D1D=SC1D1DC=2×3=6,SABCD=2×2=4,
S△A1AB=S△BC1C=×2×3=3,S△A1D1C1=
×2×2=2,
在△A1BC1中,A1B==
=BC1,A1C1=
=2
∴cos∠A1BC1==
,
可得sin∠A1BC1==
所以S△A1BC1=×
×
×
=
由此可得该几何体的表面积为:
S表=SAA1D1D+SC1D1DC+SABCD+S△A1AB+S△BC1C+S△A1D1C1+S△A1BC1=24+---------------------------10'
几何体的主视图和俯视图如右图所示(主视图和俯视图分别为2分).---------------------------14'
解析
解:(1)设长方体的高AA1=h,则该几何体体积为
--------------------2‘
即,解得:h=3,即AA1=3-----------------------6’
(2)根据题意,可得该几何体的表面由三个长方形和四个三角形组成,
SAA1D1D=SC1D1DC=2×3=6,SABCD=2×2=4,
S△A1AB=S△BC1C=×2×3=3,S△A1D1C1=
×2×2=2,
在△A1BC1中,A1B==
=BC1,A1C1=
=2
∴cos∠A1BC1==
,
可得sin∠A1BC1==
所以S△A1BC1=×
×
×
=
由此可得该几何体的表面积为:
S表=SAA1D1D+SC1D1DC+SABCD+S△A1AB+S△BC1C+S△A1D1C1+S△A1BC1=24+---------------------------10'
几何体的主视图和俯视图如右图所示(主视图和俯视图分别为2分).---------------------------14'
如图,△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=1.在三角形内挖去半圆(圆心O在边AC上,半圆与BC、AB相切于点C、M,与AC交于N),则图中阴影部分绕直线AC旋转一周所得旋转体的体积为______.
正确答案
解析
解:几何体是图中阴影部分绕直线AC旋转一周所得旋转体,
是一个圆锥内挖去一个球后剩余部分,球是圆锥的内接球,
所以圆锥的底面半径是:1,高为,
球的半径为r,r=
,
所以圆锥的体积:,
球的体积:,
阴影部分绕直线AC旋转一周所得旋转体的体积为:,
故答案为:.
如图是长方体被一平面所截得到的几何体,四边形EFGH为截面,长方形ABCD为底面,则四边形EFGH的形状为( )
正确答案
解析
解:∵平面ABFE∥平面DCGH,
且平面EFGH分别截平面ABFE与平面DCGH得直线EF与GH,
∴EF∥GH.
同理,FG∥EH,
∴四边形EFGH为平行四边形.
故答案为 B
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