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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)如图, 在矩形中, ,

分别为线段的中点, ⊥平面.

(1) 求证: ∥平面

(2) 求证:平面⊥平面

(3) 若, 求三棱锥

体积.

正确答案

证明:⑴ 在矩形ABCD中,

∵AP=PB, DQ=QC,

∴APCQ.

∴AQCP为平行四边形.-------------2分

∴CP∥AQ. 

∵CP平面CEP,

AQ平面CEP,

∴AQ∥平面CEP.  ----------------4分

⑵ ∵EP⊥平面ABCD,

AQ平面ABCD,

∴AQ⊥EP.  ----------------------6分

∵AB=2BC, P为AB中点, ∴AP=AD. 连PQ, ADQP为正方形.

∴AQ⊥DP.-----------------------------------------8分

又EP∩DP=P, ∴AQ⊥平面DEP. 

∵AQ平面AEQ. ∴平面AEQ⊥平面DEP. -----------------------10分

⑶解:∵⊥平面

∴EP为三棱锥的高

所以 

   -----------------------------14分

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题型:填空题
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填空题

△ABC中,AB=3,BC=4,AC=5,将三角形绕直角边AB旋转一周所成的几何体的全面积为______.

正确答案

将三角形绕直角边AB旋转一周所成的几何体以BC为半径,以AB为高的圆锥,

则圆锥的底面半径r=4,母线长l=5

所以圆锥的全面积:S=πr(r+l)=36π

故答案为:36π

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题型:填空题
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填空题

若圆锥的侧面积为20π,且母线与底面所成的角为arccos,则该圆锥的体积为______.

正确答案

∵设圆锥的母线长是l,底面半径为r,

母线与底面所成的角为arccos,可得=

∵侧面积是20π,

∴πrl=20π,②

由①②解得:

r=4,l=5,故圆锥的高h===3

则该圆锥的体积为:×πr2×3=16π

故答案为:16π.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,在正三角形ABC中,D,E,F分别为各边的中点,G,H分别为DE,AF的中点,将△ABC沿DE,EF,DF折成正四面体P-DEF,则四面体中异面直线PG与DH所成角的余弦值为________.

正确答案

折成的四面体是正四面体,画出立体图形,

根据中点找平行线,把所求的异面直线所成角转化到一个三角形内进行计算.如图所示,联结HE,取HE的中点K,联结GK,PK,则GK∥DH,故∠PGK即为所求的异面直线所成的角或者其补角.设这个正四面体的棱长为2,在△PGK中,PG=,GK=,PK=,故cos∠PGK=,即异面直线PG与DH所成角的余弦值是.

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题型:简答题
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简答题

如图,在中,上的高,沿折起,使.

(Ⅰ)证明:平面⊥平面

(Ⅱ)若,求三棱锥的表面积.

正确答案

(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ) .

试题分析:(Ⅰ)先证线面垂直平面,再证明面面垂直平面平面;(Ⅱ)由第一问可知都是直角三角形,可以求出,所以是等边三角形,分别求出四个三角形的面积.

试题解析:(Ⅰ)因为折起前边上的高.

所以当折起后,,          3分

,所以平面,因为平面

所以平面平面.                     6分

(Ⅱ)由(1)知,

因为

所以,                    9分

从而

所以三棱锥的表面积.          12分

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题型:简答题
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简答题

正方形的边长为2,分别为边的中点,是线段的中点,如图,把正方形沿折起,设

(1)求证:无论取何值,不可能垂直;

(2)设二面角的大小为,当时,求的值.

正确答案

(1)不可能垂直; (2)的值为

试题分析:(1)假设,                                     1分

又因为,所以平面,          3分

所以,又,所以,              5分

这与矛盾,所以假设不成立,所以不可能垂直;   6分

(2)分别以轴,过点垂直平面向上为轴,如图建立坐标系,

设平面的一个法向量为

,     7分

,   8分

设平面的一个法向量为

,       9分

,   10分

                11分

=,                              12分

,                                             13分

所以当时,的值为.                     14分

点评:中档题,立体几何问题中,平行关系、垂直关系,角、距离、面积、体积等的计算,是常见题型,基本思路是将空间问题转化成为平面问题,利用平面几何知识加以解决。要注意遵循“一作,二证,三计算”。利用“向量法”,通过建立空间直角坐标系,往往能简化解题过程。对于折叠问题,首先要弄清“变”与“不变”的几何元素。

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题型:简答题
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简答题

在如图所示的几何体中,平面平面,四边形为平行四边形,.

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求三棱锥的体积.

正确答案

(I)详见解析;(II).

试题分析:(I)利用两平面垂直的性质定理,证明BC平面AEC,再根据线面垂直的性质定理证明AEBC,根据勾股定理证明AEEC,利用线面垂直的判定定理证明AE平面BCEF;(II)三棱锥体积利用体积转换为以E为顶点,为底面的椎体体积求得.

试题解析::(I)∵平面平面ABCD,且平面平面ABCD=AC,

   平面BCEF

平面AEC ,  平面AEC

, 又

  , 且

平面ECBF.

(II)设AC的中点为G,连接EG, , ,

∵平面平面ABCD,且平面平面

平面ABCD  

 , ,

 ,即三棱锥D-ACF的体积为

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题型:简答题
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简答题

本小题满分13分)

如图,已知ABCD是边长为2的正方形,平面ABCD,平面ABCD,且FB=2DE=2。

(1)求点E到平面FBC的距离;

(2)求证:平面平面AFC。

正确答案

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题型:简答题
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简答题

.(本小题满分14分)

如图,平面平面,点EFO分别为线段PAPBAC的中点,点G是线段CO的中点,.求证:

(1)平面

(2)∥平面

正确答案

由题意可知,为等腰直角三角形,

为等边三角形.   …………………2分

(1)因为为边的中点,所以

因为平面平面,平面平面

平面,所以.…………………5分

因为平面,所以

在等腰三角形内,为所在边的中点,所以

,所以平面;…………………8分

(2)连AFBEQ,连QO

因为EFO分别为边PAPBPC的中点,

所以,且Q是△PAB的重心,…………………10分

于是,所以FG//QO.   …………………12分

因为平面EBO平面EBO,所以∥平面.  …………14分

【注】第(2)小题亦可通过取PE中点H,利用平面FGH//平面EBO证得.

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

在直三棱柱中,

D,F,G分别为的中点,

求证:

求证:平面EFG//平面ABD;

正确答案

解:(1)由直三棱锥的性质得

由已知

(2)∵为等腰直角三角形

因为FG分别为的中点

由①②及EF、GF均在平面EFG内且

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)

如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA⊥PD,E、F分别为PC、BD的中点。

(I)求证:直线EF//平面PAD;

(II)求证:直线EF⊥平面PDC。

正确答案

证明:(I)连结AC,在中,因为E,F分别为PC,AC的中点,

以EF//PA ………………3分

而PA平面PAD,EF平面PAD,∴直线EF//平面PAD ………………7分

(II)因为面PAD⊥面ABCD,面PAD∩面ABCD=AD,

CD面ABCD,且CD⊥AD,所以CD⊥平面PAD,∴CD⊥PA …………10分

且CD、PD面PDC,所以PA⊥面PDC。 ………………12分

而EF//PA,所以直线EF⊥平面PDC ………………14分

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题型:填空题
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填空题

已知球的半径为1,三点都在球面上,且每两点间的球面距离均为,则球心到平面的距离为         

正确答案

 

三棱锥是棱长为1的正四面体,高为

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

(注意:在试题卷上作答无效)

四棱锥中,底面为矩形,侧面底面

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)设与平面所成的角为,求二面角的大小。

正确答案

(Ⅰ)证明见解析。

(Ⅱ)

(Ⅰ)由于,取

,以为原点,建立直角坐标系,

如图所示,设,则

(Ⅱ)因为

,又,故有

,故所求

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题型:简答题
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简答题

一个简单多面体的直观图和三视图如图所示,它的主视图和侧视图都是腰长为1的等腰直角三角形,俯视图为正方形,E是PD的中点.

(1)求证:

(2)求证:;             

(3)求三棱锥的体积.

正确答案

(1)见解析(2)见解析(3)

(1)证明:依题意,该三视图所对应的直观图为一侧棱PA垂直于底面ABCD的四棱锥,且PA=AB=AD=1,四边形ABCD为正方形;

分别连结AC、BD交于O,连结EO,∵E是PD的中点,∴PB∥EO,

又PB平面ACE,EO平面ACE,∴PB∥平面ACE。…………4分 

(2)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC,又PA⊥平面ABCD,

∴BD⊥PA,又∵PA∩AC=A,∴BD⊥平面PAC,

又PC平面PAC,PC⊥BD。…………9分 

(3)∵PA⊥平面ABCD,PA=AB=BC=1,∴VC—PAB=VP—ACD=×SΔABC×PA=××1×1×1=。∴三棱锥C—PAB的体积为。…………14分 

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题型:简答题
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简答题

如图,四棱柱ABCD—A1B1C1D1的底面边长和侧棱长都等于2,平面A1ACC1⊥平面ABCD,∠ABC=∠A1AC=60°,点O为底面对角线AC与BD的交点.

(Ⅰ)证明:A1O⊥平面ABCD;

(Ⅱ)求二面角D—A1A—C的平面角的正切值.

正确答案

(1)见解析(2)2

(Ⅰ)由已知AB=BC=2,∠ABC=60°,则

△ ABC为正三角形,所以AC=2.                                              

△ 因为点O为AC的中点,则AO=1.

又AA1=2,∠A1AO=60°,

在△A1OA中,由余弦定理,得

.                                   

所以A1O2+AO2=AA12,所以A1O⊥AC.                                        

因为平面AA1C­1C⊥平面ABCD,其交线为AC,

所以A1O⊥平面ABCD.                                                        

(Ⅱ)因为底面ABCD为菱形,则BD⊥AC.又BD⊥A1O,则BD⊥平面A1ACC1.     

过点O作OE⊥AA1垂足为E,连接DE,则AA1⊥DE,

所以∠DEO为二面角D-AA1-C的平面角.                                     

在Rt△AOD中,OD=.                                     

在Rt△AEO中,OE=AO·sin∠EAO=.                                     

在Rt△DOE中,tan∠DEO=.

故二面角D—A1A—C的平面角的正切值为2.                                   

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