- 空间几何体
- 共15406题
在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1⊥平面A1B1C1D1,底面A1B1C1D1是边长为a的正方形,侧棱AA1的长为b,E为侧棱BB1上的动点(包括端点),则( )
正确答案
解析
解:由题意,B1C为B1D在平面BCC1B1中的射影,存在点E,使得B1D⊥EC1,则B1C⊥EC1,
当a>b时,过C1点垂直B1C的直线交于BC上,
所以当且仅当a≤b时,存在点E,使得B1D⊥EC1,
故选:D.
正三棱锥的一个侧面面积与底面面积之比为2:3,则此三棱锥的高与斜高之比为( )
正确答案
解析
解:如图:SO⊥面ABC,SE⊥AB,
∵△ABC为正三角形,
∴CE=3OE
侧面面积S△SAB=×AB×SE,底面面积S△ABC=
×AB×CE=
×AB×3OE
∵一个侧面面积与底面面积之比为2:3
∴S△SAB:S△ABC==
,∴SE=2OE
∴在直角三角形SOE中,∠ESO=30°
∴=cos30°=
故选 A
正三棱锥的底面积为4cm2,侧面等腰三角形面积为6cm2,求正三棱锥侧棱.
正确答案
解:设正三棱锥的底面边长为a,
∴S=a2×
=4
,解得a=4,
设正三棱锥的斜高为h,则×4h=6,
解得h=3,
由勾股定理可得侧棱l==
解析
解:设正三棱锥的底面边长为a,
∴S=a2×
=4
,解得a=4,
设正三棱锥的斜高为h,则×4h=6,
解得h=3,
由勾股定理可得侧棱l==
如图,在正方体中ABCD-A1B1C1D1,M为BC的中点,点N在四边形CDD1C1及其内部运动.若MN⊥A1C1,则N点的轨迹为( )
正确答案
解析
解:正方体中ABCD-A1B1C1D1中,M为BC的中点,点N在四边形CDD1C1及其内部运动;
如图所示,
取CD、C1D1的中点Q、P,连接PQ,
当点N在线段PQ上时,MN⊥A1C1;
因为正方体ABCD-A1B1C1D1中,
连接B1D1,交A1C1于点O,∴B1D1⊥A1D1,
取B1C1的中点E,连接PE,则PE∥B1D1,
∴PE⊥A1C1;
又CC1⊥平面A1B1C1D1,PQ∥CC1,
∴PQ⊥平面A1B1C1D1,
∵A1C1⊂平面A1B1C1D1,
∴PQ⊥A1C1;
且PQ∩PE=P,
∴A1C1⊥平面PQME,
PQ⊂平面PQME,
∴A1C1⊥PQ;
∴N点的轨迹为线段PQ.
故选:A.
如图,已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD上菱形,且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD,
(1)证明:C1C⊥BD;
(2)当的值为多少时,能使A1C⊥平面C1BD?请给出证明.
正确答案
(1)证明:如图,连接A1C1、AC和BD交于O,连接C1O.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BC=CD.
又∵∠BCC1=∠DCC1,C1C=C1C,
∴△C1BC≌△C1DC,
∴C1B=C1D,
∵DO=OB
∴C1O⊥BD,(3分)
又AC⊥BD,AC∩C1O=O,
∴BD⊥平面AC1,
又C1C⊂平面AC1,
∴C1C⊥BD.(6分)
(2)当时,能使A1C⊥平面C1BD.
∵,
∴BC=CD=C1C,
又∠BCD=∠C1CB=∠C1CD,
由此可推得BD=C1B=C1D.
∴三棱锥C-C1BD是正三棱锥.(9分)
设A1C与C1O相交于G.
∵A1C1∥AC,且A1C1:OC=2:1,
∴C1G:GO=2:1.
又C1O是正三角形C1BD的BD边上的高和中线,
∴点G是正三角形C1BD的中心,
∴CG⊥平面C1BD,
即A1C⊥平面C1BD.(12分)
解析
(1)证明:如图,连接A1C1、AC和BD交于O,连接C1O.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BC=CD.
又∵∠BCC1=∠DCC1,C1C=C1C,
∴△C1BC≌△C1DC,
∴C1B=C1D,
∵DO=OB
∴C1O⊥BD,(3分)
又AC⊥BD,AC∩C1O=O,
∴BD⊥平面AC1,
又C1C⊂平面AC1,
∴C1C⊥BD.(6分)
(2)当时,能使A1C⊥平面C1BD.
∵,
∴BC=CD=C1C,
又∠BCD=∠C1CB=∠C1CD,
由此可推得BD=C1B=C1D.
∴三棱锥C-C1BD是正三棱锥.(9分)
设A1C与C1O相交于G.
∵A1C1∥AC,且A1C1:OC=2:1,
∴C1G:GO=2:1.
又C1O是正三角形C1BD的BD边上的高和中线,
∴点G是正三角形C1BD的中心,
∴CG⊥平面C1BD,
即A1C⊥平面C1BD.(12分)
对于四面体ABCD,给出下列命题:
①相对棱AB与CD所在的直线异面;
②由顶点A作四面体的高,其垂足是△BCD的三条高线的交点;
③若分别作△ABC和△ABD的边AB上的高,则这两条高所在直线异面;
④分别作出三组相对棱中点的连线,所得的三条线段相交于一点;
⑤最长棱必有某个端点,由它引出的另两条棱的长度之和大于最长棱.
其中正确命题的个数为( )
正确答案
解析
解:①根据三棱锥的结构特征知正确.
②因为只有对棱相互垂直才行,所以不一定,不正确.
③若分别作△ABC和△ABD的边AB上的高,若是正四面体时,则两直线相交,不正确.
④因为相对棱中点两两连接构成平行四边形,而对棱的中点的连接正是平行四边形的对角线,所以三条线段相交于一点,故正确.
⑤根据两边之和大于第三边,可知正确.
故答案为:①④⑤
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是BC1,CD1的中点,则下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:如图:连接C1D,BD,在三角形C1DB中,MN∥BD,故C正确;
∵CC1⊥平面ABCD,∴CC1⊥BD,∴MN与CC1垂直,故A正确;
∵AC⊥BD,MN∥BD,∴MN与AC垂直,B正确;
∵A1B1与BD异面,MN∥BD,∴MN与A1B1不可能平行,D错误
故选D
过棱锥高的三等分点作两个平行于底面的截面,它们将棱锥的侧面分成三部分的面积的比(自上而下)为______.
正确答案
1:3:5
解析
解:由锥体平行于底面的截面性质知,自上而下三锥体的侧面积之比,S侧1:S侧2:S侧3=1:4:9,
所以锥体被分成三部分的侧面积之比为1:3:5.
故答案为:1:3:5.
若一个平行六面体的四个侧面都是正方形,则这个平行六面体是( )
正确答案
解析
解:∵四个侧面都是正方形,
∴相邻两个侧面的公共边垂直于底面,即侧棱垂直于底面.
∴平行六面体为直平行六面体.
故选D
已知一个长方体共一顶点的三个面的面积分别是、
、
,这个长方体的对角线长为______;它的外接圆的体积为______.
正确答案
解析
解:可设长方体同一个顶点上的三条棱长分别为a,b,c,
列出方程组,
解得
故长方体的对角线长是=
∵对角线长即为它的外接球的直径求出半径,
∴它的外接球的半径为,
它的外接球的体积为V=π×R3=
×π×
=
.
故答案为;
.
在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,若E,F,G分别为C1D1,AA1,BB1的中点,则空间四边形EFBG在正方体下底面ABCD上的射影面积为( )
正确答案
解析
解:过E点做EH垂直CD于H,连接EH,易得H即为E在平面ABCD上的射影,
连接AH,BH,如下图所示
则AH,BH,AB分别为FE,EG,FB在平面ABCD上的射影,
又由G在平面ABCD上的射影为B,
故△ABH即为空间四边形EFBG在正方体下底面ABCD上的射影
∵S△ABH=SABCD=
故选B
如图,E为正方体的棱AA1中点,F为棱AB上一点,且∠C1EF=90°,则|AF|:|FB|=______.
正确答案
1:3
解析
解:设正方体的棱长为2,由题意可知C1E==3,
∠C1EF=90°,所以设AF=x,12+x2+C1E2=22+22+(2-x)2,
解得:x=,所以AF:FB=
:(2-
)=1:3;
故答案为:1:3.
图2中实线围成的部分是长方体(图1)的平面展开图,其中四边形ABCD是边长为1的正方形.若向虚线围成的矩形内任意抛掷一质点,它落在长方体的平面展开图内的概率是
,则此长方体的体积是______.
正确答案
3
解析
解:设长方体的高为x,则由题意可知:
所以长方体的体积:3
故答案为:3
如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中:
①BM与ED平行;
②CN与BE是异面直线;
③CN与BM成60°角;
④DM与BN是异面直线.
以上四个命题中,正确命题的序号是______.
正确答案
③④
解析
解:展开图复原的正方体如图,不难看出:
①BM与ED平行;错误的,是异面直线;
②CN与BE是异面直线,错误;是平行线;
③CN与BM成60°;正确;
④DM与BN是异面直线.正确
判断正确的答案为③④
故答案为:③④
已知正三棱锥的侧棱长是底面边长的2倍,则侧棱与底面所成角的余弦值等于( )
正确答案
解析
解:已知正三棱锥的侧棱长是底面边长的2倍,设底面边长为1,侧棱长为2,
连接顶点与底面中心,则侧棱在底面上的射影长为,
所以侧棱与底面所成角∠PAO的余弦值等于,
故选A.
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