- 空间几何体
- 共15406题
正四棱柱的体对角线长为3cm,表面积为16cm2,则它的体积为______.
正确答案
4或cm3
解析
解:如图所示,
设正四棱柱的同一顶点的三边长分别a、a、c,
则它的体对角线长A1B==3①,
又∵表面积为2a2+4ac=16②,
∴;
解得,或
;
当a=2,c=1时,体积V=a2c=22×1=4cm3;
当a=,c=
时,体积V=a2c=
×
=
cm3.
故答案为:4或cm3.
如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠A1AB=∠A1AC,AB=AC,A1A=A1B=a,侧面B1BCC1与底面ABC所成的二面角为120°,E、F分别是棱B1C1、A1A的中点
(Ⅰ)求A1A与底面ABC所成的角;
(Ⅱ)证明A1E∥平面B1FC;
(Ⅲ)求经过A1、A、B、C四点的球的体积.
正确答案
解:(Ⅰ)过A1作A1H⊥平面ABC,垂足为H.
连接AH,并延长交BC于G,于是∠A1AH为A1A与底面ABC所成的角.
∵∠A1AB=∠A1AC,∴AG为∠BAC的平分线.
又∵AB=AC,∴AG⊥BC,且G为BC的中点.
因此,由三垂线定理A1A⊥BC.
∵A1A∥B1B,且EG∥B1B,∴EG⊥BC.
于是∠AGE为二面角A-BC-E的平面角,
即∠AGE.
由于四边形A1AGE为平行四边形,得∠A1AG=60°.
(Ⅱ)证明:设EG与B1C的交点为P,则点P为EG的中点.连接PF.
在平行四边形AGEA1中,因F为A1A的中点,故A1E∥FP.
而FP⊂平面B1FC,A1E⊄平面B1FC,所以A1E∥平面B1FC.
(Ⅲ)连接A1C.在△A1AC和△A1AB中,由于AC=AB,∠A1AB=∠A1AC,A1A=A1A,
则△A1AC≌△A1AB,故A1C=A1B.由已知得A1A=A1B=A1C=a.
又∵A1H⊥平面ABC,∴H为△ABC的外心.
设所求球的球心为O,则O∈A1H,且球心O与A1A中点的连线OF⊥A1A.
在Rt△A1FO中,A1O==
=
.
故所求球的半径R=a,球的体积V=
πR3=
πa3.
解析
解:(Ⅰ)过A1作A1H⊥平面ABC,垂足为H.
连接AH,并延长交BC于G,于是∠A1AH为A1A与底面ABC所成的角.
∵∠A1AB=∠A1AC,∴AG为∠BAC的平分线.
又∵AB=AC,∴AG⊥BC,且G为BC的中点.
因此,由三垂线定理A1A⊥BC.
∵A1A∥B1B,且EG∥B1B,∴EG⊥BC.
于是∠AGE为二面角A-BC-E的平面角,
即∠AGE.
由于四边形A1AGE为平行四边形,得∠A1AG=60°.
(Ⅱ)证明:设EG与B1C的交点为P,则点P为EG的中点.连接PF.
在平行四边形AGEA1中,因F为A1A的中点,故A1E∥FP.
而FP⊂平面B1FC,A1E⊄平面B1FC,所以A1E∥平面B1FC.
(Ⅲ)连接A1C.在△A1AC和△A1AB中,由于AC=AB,∠A1AB=∠A1AC,A1A=A1A,
则△A1AC≌△A1AB,故A1C=A1B.由已知得A1A=A1B=A1C=a.
又∵A1H⊥平面ABC,∴H为△ABC的外心.
设所求球的球心为O,则O∈A1H,且球心O与A1A中点的连线OF⊥A1A.
在Rt△A1FO中,A1O==
=
.
故所求球的半径R=a,球的体积V=
πR3=
πa3.
下列命题中,假命题是______(选出所有可能的答案)
(1)有两个面互相平行,其余各个面都是平行四边形的多面体是棱柱
(2)四棱锥的四个侧面都可以是直角三角形
(3)有两个面互相平行,其余各面都是梯形的多面体是棱台
(4)若一个几何体的三视图都是矩形,则这个几何体是长方体.
正确答案
(2)(4)
解析
解:(1)有两个面互相平行,其余各个面都是平行四边形的多面体是棱柱,错误;反例:将两个相同的斜平行六面体叠放;
(2)四棱锥的四个侧面都可以是直角三角形,正确,在长方体中可以截出;
(3)有两个面互相平行,其余各面都是梯形的多面体是棱台,错误,侧棱可能无法聚成一点;
(4)如果一个几何体的三视图都是矩形,则这个几何体是长方体;正确.
故答案为:(2)(4).
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,过对角线BD1的一个平面交AA1于点E,交CC1于F,
①四边形BFD1E一定是平行四边形
②四边形BFD1E有可能是正方形
③四边形BFD1E在底面ABCD内的投影一定是正方形
④四边形BFD1E点有可能垂直于平面BB1D
以上结论正确的为______(写出所有正确结论的编号)
正确答案
①③④
解析
解:如图:
①由平面BCB1C1∥平面ADA1D1,并且B、E、F、D1四点共面,
∴ED1∥BF,同理可证,FD1∥EB,故四边形BFD1E一定是平行四边形,故①正确;
②若BFD1E是正方形,有ED1⊥BE,这个与A1D1⊥BE矛盾,故②错误;
③由图得,BFD1E在底面ABCD内的投影一定是正方形ABCD,故③正确;
④当点E和F分别是对应边的中点时,平面BFD1E⊥平面BB1D1,故④正确.
故答案为:①③④.
某厂生产的产品外形为正方体,棱长为1cm,现设计一种长方体形纸箱做为包装,要求每个长方体形纸箱恰好装12件正方体形产品,则长方体形纸箱的表面积的值是______cm2(只需写出一个可能的值).
正确答案
40,38,32等
解析
解:根据题意,得
12件正方体形排成一层,可以排列成2×6或3×4等26
此时的表面积为:2(2+6+12)=40cm2或2(3+4+12)=38cm2
若排成二层,可以排成2×3×2等
此时的表面积为:2(4+6+6)=32cm2故答案为:40,38,32等(答案不唯一)
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC,AB⊥BB1,AC=BC=BB1=2,D为AB的中点,且CD⊥DA1.
(Ⅰ)求证:BB1⊥平面ABC;
(Ⅱ)求证:BC1∥平面CA1D;
(Ⅲ)求三棱锥B1-A1DC的体积.
正确答案
解:(1)∵AC=BC,D为AB的中点.∴CD⊥AB
又∵CD⊥DA1,∴CD⊥平面ABB1A1∴CD⊥BB1
又BB1⊥AB,AB∩CD=D
∴BB1⊥面ABC.
(2)连接BC1,连接AC1交A1C于E,连接DE,E是AC1中点,
D是AB中点,则DE∥BC1,
又DE⊂面CA1D1BC1∉面CA1D1
∴BC1∥面CA1D
(3)由(1)知CD⊥平面AA1B1B
故CD是三棱锥C-A1B1D的高
在Rt△ACB中,AC=BC=2,∴AB=2,CD=
又BB1=2
∴VB1-A1DC=VC-A1B1D=S△A1B1DCD=
A1B1×B1B×CD
=.
解析
解:(1)∵AC=BC,D为AB的中点.∴CD⊥AB
又∵CD⊥DA1,∴CD⊥平面ABB1A1∴CD⊥BB1
又BB1⊥AB,AB∩CD=D
∴BB1⊥面ABC.
(2)连接BC1,连接AC1交A1C于E,连接DE,E是AC1中点,
D是AB中点,则DE∥BC1,
又DE⊂面CA1D1BC1∉面CA1D1
∴BC1∥面CA1D
(3)由(1)知CD⊥平面AA1B1B
故CD是三棱锥C-A1B1D的高
在Rt△ACB中,AC=BC=2,∴AB=2,CD=
又BB1=2
∴VB1-A1DC=VC-A1B1D=S△A1B1DCD=
A1B1×B1B×CD
=.
平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面也与CC1共面的棱的条数为 ______.
正确答案
5
解析
解:如图,满足条件的有BC,DC,BB1,AA1,D1C1,
故答案为 5
(2015•宁波模拟)已知某个几何体的三视图如图,根据图中标出的尺寸,可得这个几何体的体积等于______,全面积为______.
正确答案
2(3++
)
解析
解:(1)根据几何体的三视图,得;
该几何体是底面为正方形的直四棱锥,
底面边长为2,高为2,如图所示;
∴该四棱锥的体积为
V四棱锥=×22×2=
;
(2)该四棱锥的全面积为
S全面积=22+×2×2+2×
×2×
+
×2×2
=4+2+2+2
=.
故答案为:,2(3+
+
).
正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M、N分别在线段AB1、BC1上,且AM=BN.以下结论:
①AA1⊥MN;
②A1C1∥MN;
③MN∥平面A1B1C1D1;
④MN与A1C1异面,
其中有可能成立的结论的个数为( )
正确答案
解析
解:当M为A,N为B,得出④可能成立;
当M为AB1的中点,N为BC1的中点,得出②可能成立;
作MM′⊥A1B1于M′,作NN′⊥B1C1于N′,
易证|MM′|=|NN′|,MM′∥NN′
∴MN∥M′N′,
由此知①③正确.
有可能 成立的结论的个数为4.
故选A.
在三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为正三角形,AA1⊥底面ABC,E是AB的中点,F是BC1的中点.下列命题正确的是______(写出所有正确命题的编号).
①EF∥平面ACC1A1;
②平面CEF⊥平面 ABB1A1;
③平面CEF截该三棱柱所得大小两部分的体积比为11:1;
④若该三棱柱有内切球,则AB=BB1;
⑤若BB1上有唯一点G,使得A1G⊥CG,则BB1=AB.
正确答案
①②③⑤
解析
解:对于①,由题意可得,EF为△BAC1的中位线,故有EF∥AC1,而AC1⊂平面 ABB1A1,EF⊄平面 ABB1A1,∴EF∥平面ACC1A1,故①正确.
对于②,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,ABB1A1⊥平面ABC,平面 ABB1A1∩ABC=AB,CE⊥AB,CE⊂平面ABC,∴CE⊥平面 ABB1A1.
再根据CE平面CEF,可得平面CEF⊥平面 ABB1A1,故②正确.
对于③,平面CEF截该三棱柱所得大小两部分,设原棱柱的高为x,底面积为s,则较小的部分为三棱锥F-BCE,它的体积为 S△BCE•
x=
•
s•
,
故较大部分的体积sx=•
s•
=
sx,故平面CEF截该三棱柱所得大小两部分的体积比为11:1,故③正确.
对于④,若该三棱柱有内切球,设内切球的半径为r,则棱AA1 到平面BCC1B1的距离等于2r,且原棱柱的高也都等于2r,
故有2r=AB=BB1,故④不正确.
对于⑤,若BB1上有唯一点G,使得A1G⊥CG,则以A1C 为直径的球和棱BB1相切,故求得半径=
AB,
即 =
AB,化简可得BB1=
AB,故⑤正确.
故答案为:①②③⑤.
四棱锥S-ABCD的底面是边长为1的正方形,侧棱SB垂直于底面,并且SB=,用α表示∠ASD,求sinα的值.
正确答案
解:因为SB垂直于底面ABCD,所以斜线段SA在底面上的射影为AB,由于DA⊥AB
所以DA⊥SA从而.
连接BD,易知BD=由于SB⊥BD,
所以
因此,.
解析
解:因为SB垂直于底面ABCD,所以斜线段SA在底面上的射影为AB,由于DA⊥AB
所以DA⊥SA从而.
连接BD,易知BD=由于SB⊥BD,
所以
因此,.
如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积与内接棱锥的侧面面积相等,求这个棱锥的高,并指出有解的条件.
正确答案
解:如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴
∵OO1E1E是直角梯形,其中
∴根据勾股定理得,
①式两边平方,把②代入得:
解得,即
显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当时才有解.
解析
解:如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴
∵OO1E1E是直角梯形,其中
∴根据勾股定理得,
①式两边平方,把②代入得:
解得,即
显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当时才有解.
在棱长为2的正方体AC1中,对角线AC1在六个面上的射影长度总和为______.
正确答案
解析
解:∵BD1是正方体的对角线,
∴它在每一个面上的投影都是面 的对角线,
∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,
∴面的对应角线的长度是2 ,
∴BD1在其六个面上的射影长的和是
故答案为:.
在如图所示的多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,且AC=AD=CD=DE=2,AB=1.
(Ⅰ)请在线段CE上找到点F的位置,使得恰有直线BF∥平面ACD,并证明这一事实;
(Ⅱ)求多面体ABCDE的体积.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥ED,
设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,
连接FH,则FH∥DE,且FH=
DE.
∴FHAB,
∴四边形ABFH是平行四边形,∴BF∥AH,
由BF⊄平面ACD内,AH⊂平面ACD,∴BF∥平面ACD;
(Ⅱ)取AD中点G,连接CG,CG⊥AD.
∵AB⊥平面ACD,∴CG⊥AB
又CG⊥AD,AB∩AD=A,∴CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C-ABED的高,
在等边三角形ACD中,CG=,SABED=
=3.
∴VC-ABED=S△ABED•
=
.
解析
解:(Ⅰ)由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥ED,
设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,
连接FH,则FH∥DE,且FH=
DE.
∴FHAB,
∴四边形ABFH是平行四边形,∴BF∥AH,
由BF⊄平面ACD内,AH⊂平面ACD,∴BF∥平面ACD;
(Ⅱ)取AD中点G,连接CG,CG⊥AD.
∵AB⊥平面ACD,∴CG⊥AB
又CG⊥AD,AB∩AD=A,∴CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C-ABED的高,
在等边三角形ACD中,CG=,SABED=
=3.
∴VC-ABED=S△ABED•
=
.
水平放置的正方体的六个面分别用“前面、后面、上面、下面、左面、右面”表示,如图是一个正方体的表面展开图,若图中“2”在正方体的上面,则这个正方体的下面是
( )
正确答案
解析
解:将展开图还原成正方体.下面是7;
故选B.
扫码查看完整答案与解析