- 空间几何体
- 共15406题
在三棱锥P-ABC中,PB=6,AC=3,G为△PAC的重心,过点G作三棱锥的一个截面,使截面平行于直线PB和AC,则截面的周长为______.
正确答案
8
解析
解:如图所示,过点G作EF∥AC,分别交PA,PC于点E,F
过点F作FM∥PB交BC于点M,过点E作EN∥PB交AB于点N.
由作图可知:EN∥FM,∴四点EFMN共面
可得MN∥AC∥EF,EN∥PB∥FM.
∴=
,
可得EF=MN=2.
同理可得:EN=FM=2.
∴截面的周长为8.
故答案为:8.
设M是正四面体ABCD的高线AH上一点,连接MB、MC,若∠BMC=90°,则的值为( )
正确答案
解析
解:设正四面体的棱长为a,MH=x,则 BH=,故有 MC2=MB2=MH2+BH2=x2+
a2,
在Rt△BMC中,由MB2+MC2=BC2,得 2(x2+a2)=a2,解得x=
a.
再由AH==
=
a,
∴AM=MH=AH,即
=1.
故选 D.
六棱锥的六条侧棱长相等,则该六棱锥的底面六边形( )
正确答案
解析
解:如图所示,
∵六棱锥的六条侧棱长相等,
∴侧棱在底面上的射影也相等,
即OA=OB=OC=OD=OE=OF,
从而底面六边形的六个顶点在同一个圆上,
则该六棱锥的底面六边形必有外接圆.
故选B.
已知正二十面体的各面都是正三角形,那么它的顶点数为( )
正确答案
解析
解:∵一个简单多面体的各个顶点都有三条棱,顶点数V与面数F满足的关系是2F-V=4
又∵正二十面体的各面都是正三角形,
∴各个顶点都有三条棱
∴它的顶点数为12
故选B
已知动点P在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的表面上运动,且PA=r(0<r<),记点P的轨迹长度为f(r)给出以下四个命题:
①f(1)=π
②f()=
π
③f()=
π
④函数f(r)在(0,1)上是增函数,f(r)在(,
)上是减函数
其中为真命题的是______(写出所有真命题的序号)
正确答案
①④
解析
解:如图所示:①当0<r≤1时,f(r)=3×
×r=
r,f(
)=
,
.此时,由一次函数的单调性可得:
0<f(r)≤<5,
②当1<r≤时,在平面ABCD内,设以点A为圆心,r为半径的圆弧与BC、CD分别交于点E、F,则
cos∠DAF=,∠EAF=
-2∠DAF,
∴cos∠EAF=sin2∠DAF=2=
,
cos∠EAG=,
∴f(r)=3rarccos+3rarccos
;
③当<r≤
时,∵CM=
,
∴,
∴cos∠MAN==
,
∴f(r)=3rarccos,
综上,当0<r≤1时,f(r)=r,
当1<r≤时,f(r)=3rarccos
+3rarccos
;
当<r≤
时,f(r)=3rarccos
,
故只有①④正确.
故答案为:①④.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,点M是对角线A1B上的动点,则AM+MD1的最小值为( )
正确答案
解析
解:将平面ABA1和平面BCDD1A1放在同一个平面上,如图,
则AM+MD1的最小值即为线段AD1,
在直角三角形AED1 中,
AE=,ED1=
,
∴AD1==
,
故选A.
如图所示,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,则C1在底面ABC上的射影H必在直线______上.
正确答案
AB
解析
解:∵AC⊥AB,AC⊥BC1,
∴AC⊥平面ABC1,AC⊂平面ABC,
∴平面ABC1⊥平面ABC,
∴C1在平面ABC上的射影H必在两平面的交线AB上.
故答案为:AB
已知正方体的棱长ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,G是面BB1C1C的中心,M为面ABCD上一点,则D1M+GM的最小值为______.
正确答案
解析
解:建立空间直角坐标系如图,;
∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,G是面BB1C1C的中心,
∴G(1,2,1),作G关于平面xoy的对称点G1,则G1(1,2,-1),又D1(0,0,2),
∴D1M+MG=D1M+MG1=D1G1==
,
∴D1M+GM的最小值为;
故答案为:.
如图为棱长是1的正方体的表面展开图,在原正方体中,给出下列三个命题:
①点M到AB的距离为;
②三棱锥C-DNE的体积是;
③AB与EF所成的角是,
其中正确命题的个数是( )
正确答案
解析
解:根据正方体的表面展开图,画出它的立体图形为:
根据图形知,M到AB的距离为
,∴①正确;
三棱锥C-DNE的体积是,∴②正确;
AB与EF所成的角是,∴③正确;
∴正确命题的个数为3.
故选D.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,E,F分别是棱CD、C1D1的中点,长为2的线段MN的一个端点M在线段EF上运动,另一个端点N在底面A1B1C1D1上运动,则线段MN的中点P的轨迹(曲面)与二面角D-C1D1-B1所围成的几何体的体积为______.
正确答案
解析
解:依题意知|FP|=|MN|=1,
因此点P的轨迹是以点F为球心、1为半径的球的.
∴所求几何体的体积是×
π×13=
.
故答案为:.
(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.
如图所示的一块长方体木料中,已知AB=BC=2,AA1=1,设F为线段AD上一点,则该长方体中经过点A1,F,C的截面面积的最小值为______.
正确答案
解析
解:如图所示,
以DA为x轴,AB为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,
设截面与交B1C1点K,
F(-2入,0,0),则=(-2+2入,2,0),
=(2入,0,1);.
∴s=||•|
|sinθ,
s2=•
-
=[(-2+2λ)2+4](4λ2+1)-[(-2+2λ)•2λ]2
=20λ2-8λ+8=20+
,
当入=时,s2取最小值
,
∴S的最小值为.
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.
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