- 空间几何体
- 共15406题
在五棱锥P-ABCDE中,PA=AB=AE=2a,PB=PE=a,BC=DE=a,
∠EAB=∠ABC=∠DEA=90°.
(1)求证:PA⊥平面ABCDE;
(2)若G为PE中点,求证:平面PDE
(3)求二面角A-PD-E的正弦值;
(4)求点C到平面PDE的距离
正确答案
(1)见解析(2)见解析(3)(4)
a
(1)证明∵PA=AB=2a,PB=2a,∴PA2+AB2=PB2,
∴∠PAB=90°,
即PA⊥AB.同理PA⊥AE.∵AB∩AE=A,∴PA⊥平面ABCDE.(2)∵∠AED=90°,∴AE⊥ED.∵PA⊥平面ABCDE,∴PA⊥ED.
∴ED⊥平面PAE,所以DE⊥AG。,
为
中点,所以AG⊥PE,
∴AG⊥平面PDE
(3)∵∠AED=90°,∴AE⊥ED.∵PA⊥平面ABCDE,
∴PA⊥ED.∴ED⊥平面PAE.过A作AG⊥PE于G,过DE⊥AG,
∴AG⊥平面PDE.过G作GH⊥PD于H,连AH,由三垂线定理得AH⊥PD.
∴∠AHG为二面角A-PD-E的平面角.
在直角△PAE中,AG=a.在直角△PAD中,AH=
a,
∴在直角△AHG中,sin∠AHG==
.
∴二面角A-PD-E的正弦值为.
(4)∵∠EAB=∠ABC=∠DEA="90°, " BC=DE=a,AB=AE=2a, 取AE中点F,连CF,
∵AF∥=BC,∴四边形ABCF为平行四边形
.∴CF∥AB,而AB∥DE,∴CF∥DE,而DE平面PDE,CF
平面PDE,
∴CF∥平面PDE.∴点C到平面PDE的距离等于F到平面PDE的距离.
∵PA⊥平面ABCDE,∴PA⊥DE.又∵DE⊥AE,∴DE⊥平面PAE.
∴平面PAE⊥平面PDE.∴过F作FG⊥PE于G,则FG⊥平面PDE.
∴FG的长即F点到平面PDE的距离.
在△PAE中,PA=AE=2a,F为AE中点,FG⊥PE,
∴FG=a.∴点C到平面PDE的距离为
a.
若圆柱的侧面展开图是一个正方形,则它的母线长和底面半径的比值是______.
正确答案
因为圆柱的侧面展开为正方形,所以圆柱的高等于底面周长=2πr,
则它的母线长和底面半径的比值是2πr:r,化简为2π.
故答案为:2π.
有一个底面圆半径为1、高为2的圆柱,点O为这个圆柱底面圆的圆心,在这个圆柱内随机取一点P,则点P到点O的距离大于1的概率为______.
正确答案
∵到点O的距离等于1的点构成一个球面,如图,
则点P到点O的距离大于1的概率为:
P=
=
=
=,
故答案为:.
已知三棱锥O-ABC,OA=5,OB=4,OC=3,∠AOB=∠BOC=60°,∠COA=90°,M、N分别是棱OA、BC的中点,则MN=______.
正确答案
OA=5,OC=3,∠COA=90°,由勾股定理,AC=,
取AB中点E,连结EN,ME,MC,
则ME和EN分别是三角形AOB和三角形ABC中位线,ME=2,EN=,
在三角形OBM中,根据余弦定理,MB==
,
在三角形OMC中,根据勾股定理,MC==
,
在三角形OBC中,根据余弦定理,BC==
,
在三角形MBC中,根据“平行四边形中对角线的平方和等于四条边的平方和”,可得4MN2+13=2(+
)
∴MN=.
圆锥轴截面是等腰直角三角形,其底面积为10,则它的侧面积为______.
正确答案
∵圆锥的轴截面是等腰直角三角形,设圆锥的底面半径为r,
圆锥的轴截面是等腰直角三角形,
∴圆锥的母线长为r,
∵圆锥的底面积为10.
∴圆锥的底面半径为:r=,圆锥的母线长为
,
底面周长为:2πr=2π×.
圆锥的侧面积为:π××
=10
.
故答案是10.
(文科)将一个半径为2的半圆面围成一个圆锥,所得圆锥的轴截面面积等于______.
正确答案
半圆的画出计算圆锥的底面周长:π,底面半径为1,轴截面是正三角形,所以轴截面面积:22=
.
故答案为:.
轴截面是等边三角形的圆锥,它的侧面展开图的圆心角等于______
正确答案
由题意圆锥的母线为:2r,底面半径为:r,圆锥的底面周长为2πr,
它的侧面展开图的弧长为:2πr,
所以它的侧面展开图的圆心角:=π
故答案为:180°
已知圆台的上、下底面半径分别为r、2r,侧面积等于上、下底面积之和,则圆台的高为______.
正确答案
设圆台的母线长为l,则
圆台的上底面面积为S上=π•r2=r2π
圆台的下底面面积为S下=π•(2r)2=4r2π
所以圆台的两底面面积之和为S=S上+S下=5r2π
又圆台的侧面积S侧=π(r+2r)l=3πrl
于是5r2π=3πrl即l=r,
圆台的高为h==
r,
故答案为:r.
在斜三棱柱中,侧面
平面
,
,
为
中点.
(1)求证:;
(2)求证:平面
;
(3)若,
,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)参考解析;(2)参考解析;(3)
试题分析:(1)要证明线面垂直,根据线面垂直的判断定理,需要证明直线垂直平面内的两条相交直线,或者用面面垂直的性质定理,转化为线面垂直在转到线线垂直的结论,本小题是根据题意,利用第二种方法证明.
(2)线面平面平行的证明,关键是在平面内找到一条直线与要证明的直线平行,根据D点是中点,利用中位线的知识可得到直线的平行,所以把直线交点与点D连结即可.线面平行还有一种就是转化为面面平行.线面平行的证明就是这两种判断的相互转化.
(3)根据体积公式,以及题意很容易确定高以及底面的面积,即可求出体积.
试题解析:(1)证明:因为 ,
所以 ,
又 侧面平面
,
且 平面平面
,
平面
,
所以 平面
,
又 平面
,
所以 .
(2)证明:设与
的交点为
,连接
,
在中,
分别为
,
的中点,
所以 ,
又平面
,
平面
,
所以 平面
.
(3)解:由(1)知,平面
,
所以三棱锥的体积为
.
又 ,
,
所以 , 所以
.
三棱锥的体积等于
.
用一个平面去截正方体,有可能截得的是以下平面图形中的 .(写出满足条件的图形序号)
(1)正三角形 (2)梯形 (3)直角三角形 (4)矩形
正确答案
(1)(2)(4)
试题分析:在正方体中,当截面为
时,可得正三角形,故(1)正确。设AB中点为E,BC中点为F,当截面为
时,截面为梯形,故(2)正确。当截面图像有一个角为直角时,其截面必与正方体的一个面平行,此时截面比为四边形,不可能是三角形,所以(3)不正确。当截面为
时,可得矩形,故(4)正确。
以正方体的任意4个顶点为顶点的几何形体有
①空间四边形;
②每个面都是等边三角形的四面体;
③最多三个面是直角三角形的四面体;
④有三个面为等腰直角三角形,有一个面为等边三角形的四面体.
正确答案
①②④
试题分析:①只要不在同一平面上的四个点连结而成的四边形都是空间四边形. ②从一个顶点出发与它的三个对角面的顶点连结所成的四棱锥符合条件.最多有四个直角四面体.由一个顶点和又该点出发的两条棱的端点及一个对角面的定点四点即可.所以③不成立. ④显然成立.故选①②④.
正三棱锥中,
,
,
分别是棱
上的点,
为边
的中点,
,则三角形
的面积为 .
正确答案
试题分析:根据题意在正三棱锥中,
为边
的中点,故可得
,则
,又由
,故
,假设
又在
中,
,则
,故
.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD∥BC,∠ABC=∠PAD=90°,侧面PAD⊥底面ABCD,若PA=AB=BC=,AD=1.
(I)求证:CD⊥平面PAC;
(II)求二面角A-PD-C的余弦值.
正确答案
(I)见解析;(II).
试题分析:(I)先根据已知条件证明,那么就有
,在根据题中已知边的长度,由勾股定理证明
,根据直线与平面垂直的判定定理即可证明
;(II)设
为
中点,连结
,过
作
于
,证明
是二面角
的平面角.再由
,解得
和
的值,求
的余弦值即可.
试题解析:(I)∵,∴
.
又∵,
,且
,
∴.
又,∴
. 3分
在底面中,∵
,
,
∴,有
,∴
.
又∵, ∴
. 6分
(II)设为
中点,连结
,则
.
又∵,
,
,∴
.
∵,∴
.
过作
于
,
∵,∴
,
∴,∴
是二面角
的平面角. 9分
由已知得,
, ∴
.
由得,
,∴
,
∴,
∴.
即二面角的余弦值为
. 12分
如图,四边形是正方形,
,
,
,
(Ⅰ)求证:平面平面
;
(Ⅱ)求三棱锥的高
正确答案
①见解析 ②
试题分析:(I)要证面面垂直,只要证明线面垂直,只要证明线线垂直:即找到直线(Ⅱ)因为
,所以求点面距离转化为等体积方法计算,容易求出三角形
的面积与高
的值, 再计算出三角形
的面积即可
试题解析:(Ⅰ)平面
,且
平面
,
,
又是正方形,
,而梯形
中
与
相交,
平面
,
又平面
,
平面
平面
4分
(Ⅱ)设三棱锥的高为
,
已证平面
,又
,则
,
,
由已知,得
,
,
, 6分
故,
8分
则 10分
12分
故三棱锥的高为
(其他做法参照给分)
(本小题满分14分)如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,,AA1=4,点D是AB的中点。
(1)求证:AC ⊥ BC1;
(2)求证:AC 1 // 平面CDB1;
(3)求多面体的体积。
正确答案
解:(1)∵底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,∴AC⊥BC, (2分)
又在直三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥底面ABC,AC底面ABC,∴CC1⊥AC,(3
分)
BC、CC1
平面BCC1,且BC 与CC1相交 ∴ AC⊥平面BCC1;(5分)
而BC1平面BCC1 ∴ AC⊥BC1 (6分)
(2)设CB1与C1B的交点为E,连结DE,
∵D是AB的中点,E是BC1的中点, ∴ DE//AC1, (8分)
∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1, ∴ AC1//平面CDB1 (10分)
(3) (11分)=
-
(13分)
="20 " (14分)
略
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