- 空间几何体
- 共15406题
半径为5的球内包含有一个圆台,圆台的上、下两个底面都是球的截面圆,半径分别为3和4.则该圆台体积的最大值为______.
正确答案
解析
解:由题意,圆台体积的最大时,圆台的上、下两个底面在球心的两侧,
∵半径为5的球内包含有一个圆台,圆台的上、下两个底面都是球的截面圆,半径分别为3和4,
∴圆台的高为4+3=7,
∴圆台体积的最大值为=
.
故答案为:.
设一个圆锥的底面半径为r,高为h,母线为l.
(1)若r=2,h=6,求圆锥的侧面积Mc,表面积Mb和体积V;
(2)判断各种不同形状的圆锥,表达式是否为定值,并说明理由.
正确答案
解:(1)依题意得Mc=πrl…①Mb=πrl+πr2…②…③
∵r=2,h=6,∴l2=r2+h2=22+62=40,∴l=2.
代入已知条件得.(6分)
(2)证明:由(1)①②③得:(10分)
又因为圆锥的底面半径为r,高为h,母线为l,
∴h2+r2=l2所以(定值). (12分)
解析
解:(1)依题意得Mc=πrl…①Mb=πrl+πr2…②…③
∵r=2,h=6,∴l2=r2+h2=22+62=40,∴l=2.
代入已知条件得.(6分)
(2)证明:由(1)①②③得:(10分)
又因为圆锥的底面半径为r,高为h,母线为l,
∴h2+r2=l2所以(定值). (12分)
圆台的较小底面半径为1,母线长为2,一条母线和较大底面的一条半径相交且成60°角,则圆台的侧面积为______.
正确答案
6π
解析
解:圆台的轴截面如图
由已知,∠DBE为母线和下底面的一条半径成的角,∴∠DBE=60°,
设圆台上底面的半径为 r,下底面的半径为 R,
过D作DE⊥OB于E,在RT△DEB中,母线DB=2,∴EB=R-r=DB•cos∠DBE=2×=1,∴R=2
故圆台的侧面积等于π(r+R)l=π(1+2)×2=6π,
故答案为:6π.
考查正方体的六个面的中心,从中任意选出三个点连成三角形,再把剩下的三个点也连成三角形,则所得的两个三角形全等的概率为______.
正确答案
1
解析
解:正方体六个面的中心任取三个只能组成两种三角形,
一种是等腰直角三角形,如图甲.另一种是正三角形,如图乙.
若任取三个点构成的是等腰直角三角形,剩下的三个点也一定构成等腰直角三角形,
若任取三个点构成的是正三角形,剩下的三点也一定构成正三角形.
所以所得的两个三角形全等,
这是一个必然事件,因此概率为1,
故答案为:1.
已知三棱锥S-ABC的所有棱长均为2,D是SA 的中点,E是BC 的中点,则△SDE绕直线SE 转一周所得到的旋转体的表面积为______.
正确答案
解析
解:如图,作DF垂直SE于F,因为三棱锥S-ABC的所有棱长均为2,D是SA 的中点,E是BC 的中点,故CE=1,解得SE=
又SD=1,EA=ES,故DE垂直SA,由此求得DE=,
由等面积法可求得DF==
故此旋转体的表面积为+
=
故答案为
如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长是1,过A点作平面A1BD的垂线,垂足为点H,有下列三个命题:
①点H是△A1BD的中心;
②AH垂直于平面CB1D1;
③AC1与B1C所成的角是90°.
其中正确命题的序号是______.
正确答案
①②③
解析
解:由于ABCD-A1B1C1D1是正方体,所以A-A1BD是一个正三棱锥,因此A点在平面A1BD上的射影H是三角形A1BD的中心,故①正确;
又因为平面CB1D1与平面A1BD平行,所以AH⊥平面CB1D1,故②正确;
从而可得AC1⊥平面CB1D1,即AC1与B1C垂直,所成的角等于90°,③正确.
故答案为:①②③
将一个等腰梯形绕着它的较长的底边所在的直线旋转一周,所得的几何体是( )
正确答案
解析
解:如图等腰梯形绕着它的较长的底边所在的直线旋转一周的几何体,是
由1个圆柱和2个圆锥组合而成.
故选B.
设圆锥的母线长为l,底面半径为r,满足条件“它的一个内接圆柱的侧面积等于圆锥侧面积的”的情况有且只有一种,则
=______.
正确答案
解析
解:由题意画出轴截面图,如图所示,
圆锥的母线长为l,底面半径为r,
设圆锥高为h,内接圆柱高为x,底面半径为y,
∵CD∥AB,∴,∴
,则
,
∴圆锥的侧面积S1=πrl,圆柱的侧面积S2=2πx•y=.
由圆锥的一个内接圆柱的侧面积等于圆锥侧面积的得:
,
即,也就是
.
又“圆锥的一个内接圆柱的侧面积等于圆锥侧面积的”的情况有且只有一种
∴方程有且只有一个解,
∴△==0,
即.
∵,
∴,
整理得:,∴
.
∴圆锥的母线长为l,底面半径为r,满足条件“它的一个内接圆柱的侧面积等于圆锥侧面积的”的情况有且只有一种时的
.
故答案为.
用一张长12cm,宽8cm的矩形围成圆柱形的侧面,求这个圆柱的体积是______.
正确答案
或
解析
解:∵侧面展开图是长12cm,宽8cm的矩形,
若圆柱的底面周长为12cm,则底面半径R=cm,h=8cm,
此时圆柱的体积V=π•R2•h=cm3
若圆柱的底面周长为8cm,则底面半径R=cm,h=12cm,
此时圆柱的体积V=π•R2•h=cm3.
故答案为:或
.
下列有关棱柱的说法:
①棱柱的所有的面都是平的;
②棱柱的所有的棱长都相等;
③棱柱的所有的侧面都是长方形或正方形;
④棱柱的侧面的个数与底面的边数相等;
⑤棱柱的上、下底面形状、大小相等.
正确的有______.
正确答案
①④⑤
解析
解:根据棱柱是多面体知棱柱的所有的面都是平的;①正确,
棱柱的所有的棱长不一定都相等;②不正确,
棱柱的所有的侧面都是长方形或正方形或是平行四边形,③不正确,
棱柱的侧面的个数与底面的边数相等,④正确,
棱柱的上、下底面是两个全等的多边形,形状、大小相等,⑤正确
故答案为:①④⑤
如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,AC∩BD=O,PO⊥平面ABCD,E、F、G分别是PO、AD、AB的中点.
(Ⅰ)求证:PC⊥平面EFG;
(Ⅱ)若AB=1,求三棱锥O-EFG的高.
正确答案
(Ⅰ)证明:设FG∩AC=H,连结EH,
在Rt△ABC中,AB=BC,且AB2+BC2=AC2,
在△PAC中,PA=PC=AB,
PA2+PC2=AC2,∴AP⊥PC,
E、F、G分别是PO、AD、AB的中点,
FG∥BD,
∴H为AO中点,
∴EH∥PA,故EH⊥PC,
∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC,
∴FG⊥AC,
∵PO⊥平面ABCD,∴PO⊥FG
∵PO∩AC=O,∴FG⊥平面PAC,
∴FG⊥PC,
∵FG∩EH=H,
∴PC⊥平面EFG;
(Ⅱ)解:设三棱锥O-EFG的高为h,则
由VO-EFG=VE-FOG得=
∴h=.
解析
(Ⅰ)证明:设FG∩AC=H,连结EH,
在Rt△ABC中,AB=BC,且AB2+BC2=AC2,
在△PAC中,PA=PC=AB,
PA2+PC2=AC2,∴AP⊥PC,
E、F、G分别是PO、AD、AB的中点,
FG∥BD,
∴H为AO中点,
∴EH∥PA,故EH⊥PC,
∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC,
∴FG⊥AC,
∵PO⊥平面ABCD,∴PO⊥FG
∵PO∩AC=O,∴FG⊥平面PAC,
∴FG⊥PC,
∵FG∩EH=H,
∴PC⊥平面EFG;
(Ⅱ)解:设三棱锥O-EFG的高为h,则
由VO-EFG=VE-FOG得=
∴h=.
在三棱锥P-ABC中,给出下列四个命题:
①如果PA⊥BC,PB⊥AC,那么点P在平面ABC内的射影是△ABC的垂心;
②如果点P到△ABC的三边所在直线的距离都相等,那么点P在平面ABC内的射影是△ABC的内心;
③如果棱PA和BC所成的角为60?,PA=BC=2,E、F分别是棱PB、AC的中点,那么EF=1;
④三棱锥P-ABC的各棱长均为1,则该三棱锥在任意一个平面内的射影的面积都不大于;
⑤如果三棱锥P-ABC的四个顶点是半径为1的球的内接正四面体的顶点,则P与A两点间的球面距离为π-arccos.
其中正确命题的序号是______.
正确答案
①④⑤
解析
解:①若PA⊥BC,PB⊥AC,因为PH⊥底面ABC,所以AH⊥BC,同理BH⊥AC,可得H是△ABC的垂心,正确.
②若PA=PB=PC,易得AH=BH=CH,则H是△ABC的外心,不正确.
③如果棱PA和BC所成的角为60°,PA=BC=2,E、F分别是棱PB、AC的中点,那么EF=1或 ;不正确.
④如果三棱锥P-ABC的各条棱长均为1,则该三棱锥在任意一个平面内的射影的面积都不大于 ,正确.
⑤如果三棱锥P-ABC的四个顶点是半径为1的球的内接正四面体的顶点,则P与A两点间的球面距离为π-arccos,正确.
故答案为:①④⑤.
设三棱锥D-ABC中,∠ADB=∠BDC=∠CDA=直角.求证:△ABC是锐角三角形.
正确答案
解:证一:设DA=a,DB=b,DC=c,AB=p,BC=q,CA=r.
于是p2=a2+b2,q2=b2+c2,r2=c2+a2.
由余弦定理:
∴∠CAB为锐角.
同理,∠ABC,∠BCA也是锐角.
证二:作DE⊥BC,E为垂足,因DA垂直于平面DAC,
所以DA⊥BC又BC⊥DE,所以BC垂直于平面EAD,从而BC⊥AE
及在△ABC中,A在BC边上的垂足E介于B和C之间,
因此,∠B和∠C都是锐角,同理可证∠A也是锐角.
解析
解:证一:设DA=a,DB=b,DC=c,AB=p,BC=q,CA=r.
于是p2=a2+b2,q2=b2+c2,r2=c2+a2.
由余弦定理:
∴∠CAB为锐角.
同理,∠ABC,∠BCA也是锐角.
证二:作DE⊥BC,E为垂足,因DA垂直于平面DAC,
所以DA⊥BC又BC⊥DE,所以BC垂直于平面EAD,从而BC⊥AE
及在△ABC中,A在BC边上的垂足E介于B和C之间,
因此,∠B和∠C都是锐角,同理可证∠A也是锐角.
正四面体ABCD的棱长为a,EFG分别是AB,AC,CD的中点,截面EFG交棱BD于H则点A到截面EFGH的距离是______.
正确答案
解析
解:如图,
∵ABCD是正四面体,且E,F,G分别是AB,AC,CD的中点,
可得四边形EFGH为正方形,取AD中点M,BC中点N,连接MN,
则有MN⊥平面EFGH,且M,N到平面EFGH的距离相等,
BM=CM=,则MN=
.
∴M到平面EFGH的距离为.
∵AD∥平面EFGH,∴A到平面EFGH的距离为.
故答案为:.
正三棱锥S-ABC的高为2,侧棱与底面所成的角为45°,则其内切球的半径R=______.
正确答案
2(-1)
解析
解:如图:设SO⊥底面ABC,则O是正三角形的中心,取AB的中点D,连接SD、OD、OB,
即SD⊥AB,OD⊥AB,
由题意知,SO=2,∠SDO=45°,则SD=2,
在RT△ODB中,OD=2,∠OBD=30°,BD=2,则AB=4
,
设内切球的半径R,由三棱锥的体积相等得,
×
×4
×
×
×2=
×
×4
×
×
×R+3×
×
×4
×2
×R
解得,R=2(-1),
故答案为:2(-1).
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