- 空间几何体
- 共15406题
长方体之长、宽、高各为12寸、3寸、4寸,求对角线的长.
正确答案
长方体对角线的长为:=
=13(寸).
如图,四棱锥中,侧面
是等边三角形,在底面等腰梯形
中,
,
,
,
,
为
的中点,
为
的中点,
.
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:平面
.
正确答案
(1)证明过程详见解析;(2)证明过程详见解析.
试题分析:本题主要以四棱锥为几何背景考查线线垂直、线面垂直、面面垂直、线面平行的判定,运用传统几何法证明,突出考查空间想象能力.第一问,利用已知的边长和特殊关系,证明出,
,所以利用线面垂直的判定定理就会得出
平面
,再利用面面垂直的判定定理即可;第二问,先利用线面平行的判定定理证明
∥平面
,通过同位角相等可以得出
,再证明
平面
,再通过面面平行的判定定理得到平面
∥平面
,所以面内的线
平行平面
.
试题解析:(Ⅰ)∵是等边三角形,
是
的中点,
∴,
. 2分
∵在中
,
,
, 3分
∴,∴
.
在中,
, 4分
∴是直角三角形.∴
.
又∵,
,∴
平面
.
又∵平面
,∴平面
⊥平面
. 6分
(Ⅱ)取的中点
,连接
.
∵,
点分别是
的中点,∴
.
又平面
,
平面
,所以
∥平面
. 8分
∵点是
的中点,∴
,
又,∴
是等边三角形,∴
.
又平面
,
平面
,所以
平面
.
∵,∴平面
∥平面
.
∵平面
,∴
平面
. 12分
如图,三棱柱的侧棱与底面
垂直,底面
是等腰直角三角形,
,侧棱
,
分别是
与
的中点,点
在平面
上的射影是
的垂心
(1)求证:;
(2)求与平面
所成角的大小.
正确答案
(1)证明略(2)
试题分析:(Ⅰ)通过线面垂直找到,所以
平面
,所以
;(Ⅱ)通过向量法解题,先建系写出各点坐标,求平面
的一个法向量
,然后求
,所以求出
与平面
所成角的为
.
试题解析:(Ⅰ)∵点在平面
上的射影是
的垂心
.连结
,则
,又
平面
,∴
∴
平面
,∴
即
. (5分)
(Ⅱ)以点为坐标原点,分别以射线
为
轴、
为
轴、
为
轴建立空间直角坐标系。
设点的坐标为,则点
,
,
. (6分)
由(Ⅰ)知,又
,
.
由可得
(8分)
∴,
,
,
.
,
,
设平面求的一个法向量
,
∴,
取 (10分)
故,
所以与平面
所成角的为
. (12分)
球面上有3个点,其中任意两点的球面距离都等于圆周长的,经过这3个点的小圆的周长为4π,那么球半径为______.
正确答案
当球面上两点的球面距离都等于圆周长的时,球心角为
设球的半径为R,球面上的3个点为A,B,C
则△ABC的边长也为R,其外接圆半径r=R
其外接圆周长2πr=πR=4π
解得R=2
故答案为:2
如图是一体积为72的正四面体,连接两个面的重心E、F,则线段EF的长是______.
正确答案
设正四面体的棱长为a,
则正四面体的体积为a3=72,
a=6,
EF=DS=
BC=2
,
故答案为:2.
给定一个正方体与三个球,其中一个球与该正方体的各面都相切,第二个球与正方体的各棱都相切,第三个球过正方体的各个顶点,则此三球的半径之比是______.
正确答案
设正方体的棱长为a,可得
∵第一个球与该正方体的各面都相切
∴第一个球的直径等于正方体的棱长a,故球的半径为r1=a
又∵第二个球与正方体的各棱都相切
∴第二个球的直径等于正方体的相对两条棱的距离
故球的半径为正方体面上的对角线长:即2r2=a⇒r2=
a
∵第三个球过正方体的各个顶点,
∴第三个球的直径等于正方体的对角线长
即2r3==
a⇒r3=
a
可得r1:r2:r3=a:
a:
a=1:
:
故答案为:1::
用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面的面积之比为1∶16,截去的圆锥的母线长是3cm,求圆台的母线长.
正确答案
9cm
设圆台的母线长为lcm,截得圆台的上、下底面半径分别为rcm,4rcm.
根据相似三角形的性质得=
,解得l=9.所以,圆台的母线长为9cm.
如果圆锥的侧面展开图是半圆,那么这个圆锥的顶角(经过圆锥旋转轴的截面中两条母线的夹角)是
正确答案
试题分析:设圆锥的母线长为,则圆锥的底面周长为
,
则圆锥的底面直径为,所以圆锥的顶角为
.
故答案为:.
如图所示,是平面图形
的直观图,则
的面积是
正确答案
4
试题分析:由斜二测画法可知原图应为:
其面积为:4
故答案为4.
如图,在四棱锥中,侧棱
底面
,底面
为矩形,
为
上一点,
,
.
(I)若为
的中点,求证
平面
;
(II)求三棱锥的体积.
正确答案
(I)详见解析;(II)三棱锥的体积为
.
试题分析:(I)要证线面平行,先构造面外线平行于面内线;(II)求三棱锥的体积关键是选择适当的底面,以便于求高为标准,为此要先考察线面垂直.
试题解析:(I)若为
的中点,
为
上一点,
,故
,
都是线段
的三等分点.
设与
的交点为
,由于底面
为矩形,则
是
的中位线,故有
,而
平面
,
平面
内,故
平面
.
(II)由于侧棱底面
,且
为矩形,故有
,
,
,故
平面
,又因为
,
,所以三棱锥
的体积
.
在各面均为等边三角形的四面体中,异面直线
所成角的余弦值为 .
正确答案
0
如图,取BC中点D,连接SD,AD,
因为△SBC与△ABC是等边三角形,
所以SD⊥BC,AD⊥BC,
因为AD∩SD=D,
所以BC⊥平面SAD,
所以BC⊥SA,
所以异面直线SA与BC所成的角为90o,
所以异面直线SA与BC所成角的余弦值为0.
(本题满分14分)本题共有2个小题,第1小题满分7分,第2小题满分7分.
(理科)已知四棱锥的底面
是直角梯形,
,
,
侧面为正三角形,
,
.如图4所示.
(1) 证明:平面
;
(2) 求四棱锥的体积
.
正确答案
证明(1) 直角梯形
的
,
,又
,
,
∴.
∴在△和△
中,有
,
.
∴且
.
∴.
解(理科)(2)设顶点到底面
的距离为
.结合几何体,可知
.
又,
,
于是,,解得
.
所以.
略
已知矩形与正三角形
所在的平面互相垂直,
、
分别为棱
、
的中点,
,
,
(1)证明:直线平面
;
(2)求二面角的大小.
正确答案
(1)证明:方法一:
取EC的中点F,连接FM,FN,
则,
,
,
………………………2分
所以且
,所以四边形
为平行四边形,
所以, …………………………………4分
因为平面
,
平面
,
所以直线平面
; …………………………………6分
(2)解:由题设知面
面
,
,
又,∴面
,作
于
,则
,作
,连接
,由三垂线定理可知
,
∴就是二面角
的平面角, …………………………………9分
在正中,可得
,在
中,可得
,故在
中,
, …………………………………11分
所以二面角的大小为
…………………………………12分
方法二:如图以N为坐标原点建立空间右手直角坐标系,所以
…1分
(1)取EC的中点F ,所以,
设平面的一个法向量为
,因为
,
所以,
;所以
, ……………3分
因为,
,所以
………………………5分
因为平面
,所以直线
平面
………………………7分
(2)设平面的一个法向量为
,因为
,
所以,
;所以
……………9分
………………………………11分
因为二面角的大小为锐角,
所以二面角的大小为
………………………………12分
略
(本小题满分12分)
如图,平面ABC,EB//DC,AC=BC=EB=2DC=2,
,P、Q分别为DE、AB的中点。
(Ⅰ)求证:PQ//平面ACD;
(Ⅱ)求几何体B—ADE的体积;
(Ⅲ)求平面ADE与平面ABC所成锐二面角的正切值。
正确答案
(Ⅰ)证明:取的中点
,连接
,易证平面
又………………………… (4分)
(Ⅱ)…(6分)
……………………………………… (8分)
(Ⅲ)
…(10分)
………………………… (12分)
注:用向量法请对应给分.
(法2)解:以C为原点,CA、CB、CD所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系C-xyz,则A(2,0,0)B(0,2,0)C(0,0,0)D(0,0,1)E(0,2,2)
则设面ADE法向量为
则
可取
即面ADE与面ABC所成的二面角余弦值为
易得面ADE与面ABC所成二面角的正切值为……………………(12分)
略
如图:在直角三角形ABC中,已知, D为AC的中点,E为BD的中点,AE的延长线交BC于F,将△ABD沿BD折起,二面角
的大小记为
.
⑴求证:平面平面BCD;
⑵当时,求
的值;
⑶在⑵的条件下,求点C到平面的距离.
正确答案
(1)证明:由△PBA为Rt△, ∠C= AB=
∵D为AC中点,
∴AD=BD=DC ∵△ABD为正三角形 又∵E为BD中点
∴BD⊥AE’ BD⊥EF 又由A’EEF=E,且A’E、EF
平面A’EF
BD⊥平面A’EF ∴面A’EF⊥平面BCD………………………4分
(2) BD⊥AE’, BD⊥EF得
∠A’EF为二面角A’-BD-C的平面角的大小即∠A’EF= ……………5分
以E为坐标原点,得
由,得
………………10分
(3)用等积法易得所求距离为:………………14分
略
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