- 空间几何体
- 共15406题
如图,是正方形,
是正方形的中心,
底面
,底面边长为
,
是
的中点.求证:
平面
,平面
平面
.
正确答案
证明见答案
设与
交于点
,连接
.
是正方形,
是
的中点,
,
平面
,
平面
;
连结,
则是正四棱锥,
平面
,
,又
,
平面
,
平面
.
平面
平面
.
如图所示,在正方体中,
分别是
的中点.
(1)证明:;
(2)求
与
所成的角;
(3)证明:面面
;
正确答案
(1)(3)证明见答案 (2)直角
(1)证明:是正方体,
面
.
又面
,
.
(2)取中点
,连结
.
是
的中点,
平行且相等,又
平行且相等,
平行且相等,故
是平行四边形,
.
设与
相交于点
,则
是
与
所成的角.
是
的中点,
,
,即直线
与
所成角为直角.
(3)由(1)知,由(2)知
,
又,
面
.
又面
,
面
面
.
(本题满分12分)如图,ABCD是边长为2的正方形,ED⊥平面ABCD,ED=1,EF∥BD且EF=BD
(1)求证:BF∥平面ACE;(2)求二面角B-AF-C的大小;
(3)求点F到平面ACE的距离.
正确答案
(Ⅰ)见解析 (Ⅱ) (Ⅲ)
1)记AC与BD的交点为O,连接EO,则可证BF∥EO,又面ACE,
面ACE,故BF∥平面ACE; (3分)
解:(2)过点O作OG⊥AF于点G,连接GB,则可证∠OGB为二面角B-AF-C的平面角.在Rt△FOA中,可求得OG=,又OB=
,故
,
∴,即二面角B-AF-C的大小为
; (8分)
(3)点F到平面ACE的距离等于点B到平面ACE的距离,也等于点D到平面ACE
的距离,该距离就是Rt△EDO斜边上的高,
即. (12分)
(本题运用向量法解答正确,请参照给分)
把一个长方体切割成个四面体,则
的最小值是 .
正确答案
据等价性,只须考虑单位正方体的切割情况,先说明个不够,若为
个,因四面体的面皆为三角形,且互不平行,则正方体的上底至少要切割成两个三角形,下底也至少要切割成两个三角形,每个三角形的面积
,且这四个三角形要属于四个不同的四面体,以这种三角形为底的四面体,其高
,故四个不同的四面体的体积之和
,不合;
所以,另一方面,可将单位正方体切割成
个四面体; 例如从正方体
中间挖出一个四面体
,剩下四个角上的四面体,合计
个四面体.
将半径为72cm的扇形OAB剪去小扇形OCD,余下扇环ABCD的面积为648πcm2,围成圆台后,其上、下底半径之差为6cm,求该圆台的体积.
正确答案
根据题意,设扇形的圆心角是α弧度,扇形OCD的半径为R1,
扇形OAB的半径为R2=72,圆台上底面半径为r1,下底面半径为r2,圆台高为h,
∵扇形OAB的面积S2=αR22=
α•722,扇形OCD的面积S1=
αR12
∴S2-S1=α(722-R12)=648πcm2,可得
α(72+R1)(72-R1)=648πcm2…(1)
∵弧AB=αR2=72α=2π•r2,弧CD=αR1=2πr1,r2-r1=6
∴r2=,r1=
,可得
=6,整理得
α(72-R1)=6π…(2)
将(2)代入(1),得6π•(72+R1)=648πcm2,解得R1=36cm
代入(2),得α=,
从而得到r1=6,r2=12,圆台母线长为R2-R1=72-36=36
∴圆台高h==6
根据圆台体积公式,得圆台的体积为
V=(r12+r1r2+r22)=
×6
(62+6×12+122)=504
πcm2.
已知△ABC三个顶点的坐标分别为A(1,0),B(2,0),C(2,1),记△ABC绕x轴旋转一周所得几何体的体积为V1,绕y轴
旋转一周所得几何体的体积为V2,则V1与V2的比值为______.
正确答案
△ABC绕x轴旋转一周所得几何体为一个圆锥
其体积为V1=×π=
绕y轴旋转一周所得几何体圆柱里挖去一个圆台
其体积为V2=4π-(π+2π+4π)×1=
∴V1与V2的比值为1:5
故答案为:1:5
在棱长为1的正四面体ABCD中,E是BC的中点,则•
=______.
正确答案
∵⊥
∴•
=0
又∵E是BC的中点
∴•
=
(
+
)•
=•
+
•
=|
|•|
|•cos120°
=-
故答案为:-
在空间四边形ABCD中,满足______时,对角线AC和BD垂直.(不必写出所有的答案)
正确答案
空间四边形ABCD为正四面体时,
三角形BCD、三角形ABD 为 正三角形
∴CO⊥BD,AO⊥BD,
又AO∩CO=O
∴BD⊥平面AOC
∵AC 属于 平面AOC
∴AC⊥BD.
故答案为:正四面体.
已知半径为5的球O被互相垂直的两个平面所截,得到的两个圆的公共弦为4,若其中一圆的半径为4,则另一圆的半径为______.
正确答案
设两圆的圆心分别为O1、O2,球心为O,公共弦为AB,其中点为E,则OO1EO2为矩形,
于是对角线O1O2=OE==
=
,
∵圆O1的半径为4,
∴O1E==
=2
.
∴O2E==3
∴圆O2的半径为=
.
故答案为:.
一块正方形薄铁皮的边长为4,以它的一个顶点为圆心,剪下一个最大的扇形,用这块扇形围成一个圆锥,则这个圆锥的容积等于 ______.
正确答案
所画扇形是以R=4为半径的圆的周长的圆弧,所以
×2π×4=2π.∵2π又为圆锥的底面圆的周长∴圆锥底面半径r=1∵圆锥的高h2=R2-r2,解得h=
∴圆锥的容积v=πr2h=
.
故答案为:
(本小题满分12分)
在如图所示的几何体中,四边形是正方形,
,
,
分别为
、
的中点,且
.
(Ⅰ) 求证:平面;
(Ⅱ)求三棱锥.
正确答案
(Ⅰ)证明见解析
( Ⅱ )1:4
本题考查了空间几何体的线面与面面垂直的性质与判定以及几何体的体积计算等问题,考查了同学们的识图能力以及空间想象能力以及计算能力。
(I)证明:由已知
所以
又 ,
所以
因为 四边形为正方形,
所以 ,
又 ,
因此 ---------------------------------------------------
在中,因为
分别为
的中点,
所以
因此
又 ,
所以.
(Ⅱ)解:因为,四边形
为正方形,不妨设
,
则 ,
所以·
由于的距离,且
所以即为点
到平面
的距离,
三棱锥
所以
已知圆锥侧面展开图是一个圆心角为90°半径为4的扇形,则圆锥的体积为______.
正确答案
∵圆锥侧面展开图是一个圆心角为90°半径为4的扇形
∴圆锥的母线长为l=4,底面周长即扇形的弧长为×4=2π,
∴底面圆的半径r=1,可得底面圆的面积为π×r2=π
又圆锥的高h==
=
故圆锥的体积为V=×S×h=
×π×
=
π,
故答案为π
若长方体的三个面的面积分别为6cm2,3cm2,2cm2,则此长方体的对角线长为 ______.
正确答案
设长方体的三度分别为:a,b,c,由题意可知:ab=6,bc=2,ac=3
所以,a=3,b=2,c=1,
所以长方体的对角线长为:=
故答案为:cm.
如图:一个圆锥的底面半径为2,高为6,在其中有一个半径为x的内接圆柱.
(1)试用x表示圆柱的体积;
(2)当x为何值时,圆柱的侧面积最大,最大值是多少.
正确答案
(1)∵圆锥的底面半径为2,高为6,
∴内接圆柱的底面半径为x时,它的上底面截圆锥得小圆锥的高为3x
因此,内接圆柱的高h=6-3x;
∴圆柱的体积V=πx2(6-3x)(0<x<2)---------------------------(6分)
(2)由(1)得,圆柱的侧面积为
S侧=2πx(6-3x)=6π(2x-x2)(0<x<2)
令t=2x-x2,当x=1时tmax=1.可得当x=1时,(S侧)max=6π
∴当圆柱的底面半径为1时,圆柱的侧面积最大,侧面积有最大值为6π.------------------------------(7分)
将边长为1的正方形ABCD沿对角线AC折起,使得平面ADC⊥平面ABC,在折起后形成的三棱锥D-ABC中,给出下列三个命题:
①△DBC是等边三角形;
②AC⊥BD;
③三棱锥D-ABC的体积是.
其中正确命题的序号是______.(写出所有正确命题的序号)
正确答案
如图所示:BD=DO=
=1
又BC=DC=1
∴面DBC是等边三角形①正确.
∵AC⊥DO,AC⊥BO
∴AC⊥平面DOB
∴AC⊥BD
②正确.
三棱锥D-ABC的体积=S△ABC•OD=
•
•1•1•
=
③不正确.
故答案为:①②
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