- 空间几何体
- 共15406题
一个圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,则它的高为______.
正确答案
解析
解:一个圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,
所以圆锥的底面周长为:2π
底面半径:1
所以圆锥的高是:
故答案为:
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E、F,且EF=
.现有如下四个结论:
①AC⊥BE;
②EF∥平面ABCD;
③三棱锥A-BEF的体积为定值;
④异面直线AE、BF所成的角为定值,
其中正确结论的序号是______.
正确答案
①②③
解析
解:①AC⊥BE,由题意及图形知,AC⊥面DD1B1B,故可得出AC⊥BE,此命题正确;
②EF∥平面ABCD,由正方体ABCD-A1B1C1D1的两个底面平行,EF在其一面上,故EF与平面ABCD无公共点,故有EF∥平面ABCD,此命题正确;
③三棱锥A-BEF的体积为定值,由几何体的性质及图形知,三角形BEF的面积是定值,A点到面DD1B1B距离是定值,故可得三棱锥A-BEF的体积为定值,此命题正确;
④异面直线AE、BF所成的角为定值,由图知,当F与B1重合时,令上底面顶点为O,则此时两异面直线所成的角是∠A1AO,当E与D1重合时,此时点F与O重合,则两异面直线所成的角是OBC1,此二角不相等,故异面直线AE、BF所成的角不为定值.
综上知①②③正确
故答案为①②③
已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱BB1在下底面的射影BD与AC平行,若BB1与底面所成角为30°,且∠B1BC=60°,则∠ACB的余弦值为( )
正确答案
解析
解:设B1在下底面上的射影为D,
连接BD,过点D作DE垂直BC,交与点E
∴∠B1BD是侧棱BB1与底面所成的角为30°
设B1B=2,则B1D=1,BD=,
∵∠B1BC=60°∴BE=1,B1E=,DE=
在△BDE中,cos∠DBE=,
∵BD∥AC,∴∠DBE=∠ACB=,
故选:C.
下面关于棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中的四个命题:
①与AD1成60°角的面对角线的条数是8条;
②直线AA1与平面A1BD所成角的余弦值是;
③从8个顶点中取四个点可组成 10 个正三棱锥;
④点A1到直线BC1的距离是.
其中真命题的编号是______.
正确答案
①③
解析
解:①与AD1成60°角的面对角线的条数是8条,由图形中可以看出除了其所在面以及平行的两个面外的四个表面中每个面的两条面对角线都与AD1成60°角,恰有8条,故命题正确;
②直线AA1与平面A1BD所成角的余弦值是,取底面ABCD中点O,可证得∠AA1O即是线AA1与平面A1BD所成角,求得线面角的余弦值为
,故此命题不对;
③从8个顶点中取四个点可组成 10 个正三棱锥,由图形的结构知,以8个顶点为顶点,以此点出发的三条侧棱为侧棱可以 组成8个正三棱锥,由面对角线可以组成两个正四面体,共可以组成10个正三棱锥,故命题正确;
④点A1到直线BC1的距离是,由于A1B1⊥侧面B1C,且侧面是正方形,连接B1C与BC1交于一点M,由正方形的性质知,此两直线垂直,连接A1M其长度即为所求点A1到直线BC1的距离,利用勾股定理解得,其长度是
,故命题不正确.
综上知①③正确
故答案为:①③.
如图所示,ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的中点,并且AC⊥BD,AC=m,BD=n,则四 边形EFGH的面积为______.
正确答案
解析
解:由ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的中点,并且AC⊥BD,可得四边形EFGH为矩形,
且此矩形的长和宽分别为和
,故四边形EFGH的面积为
=
,
故答案为:.
已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长AB=6,侧棱长,它的外接球的球心为O,
点E是AB的中点,点P是球O的球面上任意一点,有以下判断:
(1)PE长的最大值是9;
(2)P到平面EBC的距离最大值是;
(3)存在过点E的平面截球O的截面面积是3π;
(4)三棱锥P-AEC1体积的最大值是20.
其中正确判断的序号是______.
正确答案
(1)(4)
解析
解:由题意可知球心在体对角线的中点,直径为:
半径是5,(1)PE长的最大值是:5+=9,正确;
(2)P到平面EBC的距离最大值是5+=5+
,错误;
(3)球的大圆面积是25π,过E与球心连线垂直的平面是小圆,面积为9π,因而(3)是错误的.
(4)三棱锥P-AEC1体积的最大值是V==
(h最大是半径)正确.
故答案为:(1)(4)
将半径为R的四个球,两两相切地放在桌面上,求上面一个球的球心到桌面的距离.
正确答案
解:设四个球的球心分别为O1、O2、O3、O4,将它们两两连结恰好组成一个正三棱锥,且各棱长均为2R,作O1H⊥面O2O3O4,垂足为H,则O1H为棱锥的高.
连接O4H,则O4H=R,
∵O1H⊥面O2O3O4,
∴O1H⊥HO4,即∠O1HO4=90°,∴O1H=R,
则从上面一个球的球心到桌面的距离为(+1)R.
解析
解:设四个球的球心分别为O1、O2、O3、O4,将它们两两连结恰好组成一个正三棱锥,且各棱长均为2R,作O1H⊥面O2O3O4,垂足为H,则O1H为棱锥的高.
连接O4H,则O4H=R,
∵O1H⊥面O2O3O4,
∴O1H⊥HO4,即∠O1HO4=90°,∴O1H=R,
则从上面一个球的球心到桌面的距离为(+1)R.
圆锥的中截面(过圆锥高的中点且平行于底面的截面)把圆锥侧面分成两部分,这两部分面积的比为( )
正确答案
解析
解:如图所示,设原圆锥侧面展开扇形的半径为R,圆心角的度数为n′.
∴小扇形的半径AP=AC=
R,
于是S1==
•
,S2=
,
∴S1=S2.圆锥的侧面积与所得圆台的侧面积之比为 1:3.
故选:C.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为
,动点P在对角线BD1上,过点P作垂直于BD1的平面α,记这样得到的截面多边形(含三角形)的周长为y,设BP=x,则当
时,函数y=f(x)的值域为( )
正确答案
解析
解:∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为,
∴BD1=AB=3,
当BP=时,如图所示;
三棱锥B-EFG的底面是正三角形,设边长EF=a,则BE=,
∴•
a2•
=
•
•
•
•
;
解得a=,
y=f(x)=;
当EF=AB=
时,y=f(x)=3
,如图所示;
•
•
•
•BP=
•
•
•
•
,
此时BP=1;
当BP=时,截面为六边形EFGHIJ,
且EF=FG=GH=HI=IJ=JE=AC=
,如图所示;
此时y=f(x)=6×=3
;
∴时,函数y=f(x)的值域应为[
,3
].
故选:B.
在四面体PABC中,PB=PC=AB=AC,M是线段PA上一点,N是线段BC的中点,则∠MNB=______.
正确答案
90°
解析
解:如图示:
∵N是线段BC的中点,且PB=PC=AB=AC,
∴PN⊥BC,AN⊥BC,又∵PN∩AN=N,
∴BC⊥平面ANP,
∵M是线段PA上一点,
∴MN⊂平面ANP,
∴BC⊥MN,即∠MNB=90°.
故答案为:90°.
将一个长方体沿相邻三个面的对角线截出一个棱锥,则棱锥的体积与剩下的几何体的体积的比是______.
正确答案
1:5
解析
解:设长方体的长、宽、高分别为a,b,c,
即SA=a,SB=b,SC=c.
由长方体,得SA,SB,SC两两垂直,
所以VA-SBC=SA•S△SBC=
a×
bc=
abc,
于是VS-ABC=VA-SBC=abc.
故剩下几何体的体积V=abc-abc=
abc,
因此,VS-ABC:V=1:5.
故答案为:1:5.
在如图所示的斜截圆柱中,已知圆柱底面的直径为40cm,母线长最短50cm,最长80cm,则斜截圆柱的侧面面积S=( )
正确答案
解析
解:几何体的50cm到80cm处的截去的部分的面积和余下的面积相等,
将几何体侧面展开,上部分面积为:×40π,下部分的面积为:50×40π
由此可知:斜截圆柱的侧面面积:S=50×40π+×40π=2600π
故选C.
试用向量证明三垂线定理及其逆定理.
正确答案
证明:设直线a上非零向量
,要证a⊥PA⇔a⊥OA,
即证•
=0⇔
•
=0.
∵a⊂α,•
=0,
∴•
=
•(
+
)=
•
+
•
=
•
.
∴•
=0⇔
•
=0,即a⊥PA⇔a⊥OA.
解析
证明:设直线a上非零向量
,要证a⊥PA⇔a⊥OA,
即证•
=0⇔
•
=0.
∵a⊂α,•
=0,
∴•
=
•(
+
)=
•
+
•
=
•
.
∴•
=0⇔
•
=0,即a⊥PA⇔a⊥OA.
四边形ABCD中,A(0,0),B(1,0),C(2,1),D(0,3),绕y轴旋转一周,则所得旋转体的体积为 ______.
正确答案
5π
解析
解:四边形ABCD绕y轴旋转一周,则所得旋转体,上部是一个圆锥,下部是一个倒放的圆台,
所以:V圆锥=πr2h=
π×22×2
=π,
V圆台=πh(r2+R2+Rr)
=π×1×(22+12+2×1)=
π,
∴V=V圆锥+V圆台=5π.
故答案为:5π
(文科)将一个半径为2的半圆面围成一个圆锥,所得圆锥的轴截面面积等于______.
正确答案
解析
解:半圆的画出计算圆锥的底面周长:π,底面半径为1,轴截面是正三角形,所以轴截面面积:=
.
故答案为:.
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