- 空间几何体
- 共15406题
(本小题满分12分)
三棱锥中,
,
,
(1) 求证:面面
(2) 求二面角的余弦值.
正确答案
(1) 证明:取BC中点O,连接AO,PO,由已知△BAC为直角三角形,
所以可得OA=OB=OC,又知PA=PB=PC,
则△POA≌△POB≌△POC………………………………2分
∴∠POA=∠POB=∠POC=90°,∴PO⊥OB,PO⊥OA,OB∩OA=O
所以PO⊥面BCD,…………………………………………………………………… 4分
面ABC,∴面PBC⊥面ABC………………………5分
(2) 解:过O作OD与BC垂直,交AC于D点,
如图建立坐标系O—xyz
则,
,
,
,
…………………7分
设面PAB的法向量为n1=(x,y,z),由n1· =0,n1·
=0,可知n1=(1,-
,1)
同理可求得面PAC的法
向量为n1=(3,
,1)…………………………………10分
cos(n1, n2)==
……………………………………………………12分
略
已知在三棱锥T-ABC中,TA,TB,TC两两垂直,T在地面ABC上的投影为D,给出下列命题:
①TA⊥BC, TB⊥AC, TC⊥AB;
②△ABC是锐角三角形;
③;
④(注:
表示△ABC的面积)
其中正确的是_______(写出所有正确命题的编号)。
正确答案
①②③
略
(本小题满分12分)如图,矩形ABCD,PA⊥平面ABCD,M、N、R分别是AB、PC、CD的中点。
①求证:直线AR∥平面PMC;
②求证:直线MN⊥直线AB。
正确答案
略
⑴证明:
4分 1分
⑵ 连接RN、MR
∵PA⊥平面ABCD
AB⊥PD
AB⊥AD
AB⊥RN
∵R、N分别是CD、PC的中点RN
PD ∵AB⊥MR
MR∩RN=R 5分
2分
圆柱侧面展开图是一个边长为2的正方形,则其体积为______.
正确答案
圆柱的侧面展开图是一个边长为2的正方形,
所以底面半径为:,底面面积为:
;
所以圆柱的高为:2,
所以圆柱的体积为:×2=
故答案为:
如图,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF//AB,EF=,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积为____________.
正确答案
试题分析:如图,取AB中点N,取CD中点M,,
,所以
将正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,有如下四个结论:
①AC⊥BD;
②△ACD是等边三角形;
③AB与面BCD成60°角;
④AB与CD成60°角.
请你把正确的结论的序号都填上 .
正确答案
①②④
略
(本小题满分12分) 一几何体的三视图如图所示,
,A1A=
,AB=
,AC=2,A1C1=1,
在线段
上且
=
.
(I)证明:平面⊥平面
;
(II)求二面角的余弦值.
正确答案
(I)见解析(II)
方法一 :由三视图可知几何体是底面以为直角,侧棱
垂直底面的三棱台
, ---------2分
(I)证明 ∵A1A⊥平面ABC,BC平面ABC,
∴A1A⊥BC.
在Rt△ABC中,AB=,AC=2,∴BC=
.
∵BD∶DC=1∶2,∴BD=.又
=
=
,
∴△DBA∽△ABC,∴∠ADB=∠BAC=90°,
即AD⊥BC.
又A1A∩AD=A,∴BC⊥平面A1AD.
∵BC平面BCC1B1,∴平面A1AD⊥平面BCC1B1. --------7分
(II)解 如图①,作AE⊥C1C交C1C于E点,连接BE,由已知得AB⊥平面ACC1A1,
∴AE是BE在平面ACC1A1内的射影.
由三垂线定理知BE⊥CC1,
∴∠AEB为二面角A—CC1—B的平面角. 图①
过C1作C1F⊥AC交AC于F点,
则CF=AC-AF=1,
C1F=A1A=,∴∠C1CF=60°.
在Rt△AEC中,
AE=ACsin60°=2×=
,
在Rt△BAE中,tan∠AEB==
=
,
∴cos∠AEB=,
即二面角A—CC1—B余弦值为 -------12分
方法二 (I) 证明 如图②,建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(,0,0),C(0,2,0),
A1(0,0,),C1(0,1,
).
∵BD∶DC=1∶2,∴=
,
∴D点坐标为,
∴=
,
=(-
,2,0),
=(0,0,
).
∵·
=0,
·
=0,
∴BC⊥AA1,BC⊥AD.又A1A∩AD=A,
∴BC⊥平面A1AD.又BC平面BCC1B1,
∴平面A1AD⊥平面BCC1B1.
(II)解 ∵BA⊥平面ACC1A1,取m==(
,0,0)为平面ACC1A1的法向量.
设平面BCC1B1的法向量为n=(x,y,z),
则·n=0,
·n=0,
∴
∴x=y,z=
,可取y=1,则n=
,
cos〈m,n〉=
=,
即二面角A—CC1—B的余弦值为.
在正方体上任意选择两条棱,则这两条棱相互平行的概率为 ______.
正确答案
由题意知本题是一个等可能事件的概率,
试验发生包含的事件是从12条棱中选2条,共有C122=66种结果,
满足条件的事件是这两条棱相互平行,共有3C42=18种结果,
∴所求的概率是=
,
故答案为:.
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
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:.
已知正三棱锥,点
都在半径为
的球面上,若
两两互相垂直,则球心到截面
的距离为________。
正确答案
试题分析:设PA=PB=PC=,则AB=AC=BC=
,设球半径为R=
,所以
,解得
。所以三角形
是边长为
的正三角形,中线长为
。设球心到面
的距离为
。因为球心在面ABC上的射影为三角形的中心,所以
,所以
。
(本小题满分14分)
如图所示,在长方体中,AB=AD=1,AA1=2,M是棱CC1的中点
(Ⅰ)求异面直线A1M和C1D1所成的角的正切值;
(Ⅱ)证明:平面ABM⊥平面A1B1M1
正确答案
略
(本小题满分l4分)如图,边长为的正方体
中,
是
的中点,
在线段
上,且
.
(1)求异面直线与
所成角的余弦值;
(2)证明:面
;
(3)求点到面
的距离.
正确答案
(1)
(2)略
(3)
(1)建立如图的直角坐标系……1f
则由边长为6,得
,
,
,
……………………………………………………..2f
所以…………………………………………………..3f
设异面直线与
所成角为
,
则…………………………………………………………..5f
解法二、因B1B//C1C,所以角MBB1为所求异面直线所成角(补角),………(略)
(2)设面的法向量为
则………………………………………………..……7f
可取
…………………………………………………………………………8f
,即
…………………….….9f
且面
……………………………………………………………………….10f
所以面
;………………………………………………………………….10f
解法二、连结MC,交DC1于O,可证ON//MB(略)
(3),设点
到面
的距离为
,则
….14f
解法二、等体积法:(略)
解法三、作垂线法:过C作面NDC1的垂线(略)
如图,在三棱锥P—ABC中,已知点E,F,G分别是所在棱的中点,则下面结论中正确的是: 。
①平面EFG//平面PBC
②平面EFG平面ABC
③是直线EF与直线PC所成的角
④是平面PAB与平面ABC所成二面角的平面角
正确答案
①②③
考查知识点:本题考查立体几何中的面面的平行和垂直的判定应用,以及面面、线线的夹角问题。
解析: 如图E、F、G分别为各棱的中点
FG//PC,
PC
面PBC,
FG//面PBC,
同理,GE//面PBC,FG
GE=点G,
面EFG//面PBC,故选①;
又
PC
面ABC,且FG
PC,
FG
面ABC,
FG
面EFG,
面EFG
面ABC故选②;
又易知EF//BP,故是直线EF与直线PC所成的角,选③
当ABC为直角三角形时④选项才正确。
所以选①②③
如图,在四棱锥A—BCDE中,底面BCDE为矩形,AB=AC,BC=2,CD=1,并且侧面底面BCDE。
(1)取CD的中点为F,AE的中点为G,证明:FG//面ABC;
(2)试在线段BC上确定点M,使得AEDM,并加以证明。
正确答案
略
解:(1)取AB的中点为P,连PC,PG,
则
是平行四边形,
…………3分
又面ABC
面ABC
//面ABC。…………6分
(2)点M为BC的中点 …………7分
连接DM,EM,AM
由于AB=AC, …………8分
则中,
又面面BCDE,交线为BC,
面BCDE,且
平面BCDE
…………10分
又平面AME
平面AME,
…………12分
(本小题满分14分)如图,三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1面ABC,BCAC,BC=AC=2,D为AC的中点。[
(1)求证:AB1//面BDC1;
(2)若AA1=3,求二面角C1—BD—C的余弦值;
(3)若在线段AB1上存在点P,使得CP面BDC1,试求AA1的长及点P的位置。
正确答案
(1)见解析(2)(3)点P位置是在线段AB1上且
(1)连接B1C,交BC1于点O,
则O为B1C的中点,
D为AC中点,
,
又平面BDC1,
平面BDC1
BDC1 4分
(2)平面ABC,BC
AC,AA1//CC1,
面ABC,
则BC平面AC1,CC1
AC
如图建系,则
设平面C1DB的法向量为 z
则
又平面BDC的法向量为
二面角C1—BD—C的余弦值:
9分
(3)设,
则
又面BDC1,
解得
所以AA1=2,点P位置是在线段AB1上且 14分
扫码查看完整答案与解析