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题型:填空题
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填空题

用六根长度均为1的铁棒焊接成一个正四面体形框架.若忽略铁棒的粗细和焊接误差,设此框架能容纳得下的最大球的半径为,能容纳得下此框架的最小球的半径为. 则等于_______________.

正确答案

解;实际上所求的设此框架能容纳得下的最大球的半径为,即为正四面体的内切球半径,而能容纳得下此框架的最小球的半径为为正四面体的外接球的最小半径,把正四面体放在正方体中,利用正方体的边长求解出外接球的半径和棱长的关系,再求正四面体内切球的半径,可得结论。

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题型:简答题
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简答题

如图组合体中,三棱柱的侧面是圆柱的轴截面,是圆柱底面圆周上不与重合一个点。

(Ⅰ)求证:无论点如何运动,平面平面

(Ⅱ)当点是弧的中点时,求四棱锥与圆柱的体积比。

正确答案

(1)见解析(2)

(Ⅰ)因为侧面是圆柱的的轴截面,是圆柱底面圆周上不与重合一个点,所以

又圆柱母线^平面平面,所以

,所以^平面

因为平面,所以平面平面

(Ⅱ)设圆柱的底面半径为,母线长为,当点是弧的中点时,三角形的面积为,三棱柱的体积为,三棱锥的体积为,四棱锥的体积为

圆柱的体积为,四棱锥与圆柱的体积比为

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题型:填空题
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填空题

用一个平面去截一个几何体,如果截面是三角形,则这个几何体可能是___________.

正确答案

三棱锥、三棱柱、三棱台

用平行于底面的平面去截三棱柱,截面是三角形,同样去截三棱锥,三棱台所得截面均为三角形.

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题型:简答题
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简答题

如图,在底面是菱形的四棱锥中,

,点上,且

(1)证明平面

(2)求以为棱,为面的二面角的大小.

 

正确答案

(1)证明见答案  (2)

(1)底面是菱形,

在△中,由

同理平面

(2)如图,作,由平面平面

,连结,则

为所求二面角的平面角,设为

从而

 

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题型:填空题
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填空题

如图,设平面=EF,AB,CD,垂足分别为B,D,若增加一个条件,就能推出BD⊥EF,现有

①AC⊥β;

②AC与α,β所成的角相等;

③AC与CD在β内的射影在同一条直线上;

④AC∥EF。

那么上述几个条件中能成为增加条件的是_____

(填上你认为正确的所有答案序号)

正确答案

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱柱中, ,,点D是上一点,且

(1)求证:平面平面

(2)求证:平面;

(3)求二面角的余弦值

正确答案

(1)证明略

(2)证明略

(3)

证明:(1)依题意,

 

,又

平面平面                           4分

(2)连结于点,则的中点,连结

由(Ⅰ)知中点

平面.                                  8分

(3)如图,建立空间直角坐标系,设

,设平面的一个法向量为,则

,令

取平面的一个法向量为

则cos

所以二面角大小的余弦值为.                    13分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

如图,在底面为平行四边形的四棱锥PABCD中,平面,且,点EPD的中点.

(1)证明:

(2)证明:平面AEC

(3)求二面角EACB的大小.

正确答案

(1)因ABPB在平面ABCD的射影,平面ABCD,故(4分)

(2)连BDACO,连EO,易知BO=DOPE=DE,故平面AEC

平面AEC,故平面AEC   (8分)

(3)取AD中点F,连EF,FO,则易知,,故,故∠EOF为二面角的平面角,又,故,而二面角与二面角互补,故二面角的平面角为    (12分)

略       

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题型:填空题
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填空题

有下列四个命题:

①圆台的任意两条母线的延长线,可能相交,也可能不相交;②圆锥的母线都交于一点;③圆柱的母线都互相平行.其中正确的命题有____________.

正确答案

②③

由于圆台是用平行于底面的平面截圆锥得到的,所以其母线必交于一点,故①不正确,②③显然正确.

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题型:填空题
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填空题

轴截面是直角三角形的圆锥的底面半径为r,则其轴截面面积为________.

正确答案

r2

由于圆锥的轴截面是等腰三角形,且顶角为90°,∴S轴截面=·2r·r=r2.

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题型:简答题
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简答题

如图(1),△BCD内接于直角梯形A1A2A3D,已知沿△BCD三边将△A1BD、△A2BC、△A3CD翻折上去,恰好形成一个三棱锥ABCD,如图(2)所示.

(1)求证:在三棱锥ABCD中,ABCD

(2)若直角梯形的上底A1D=10,高A1A2=8,求翻折后三棱锥的侧面ACD与底面BCD所成二面角θ的余弦值.

正确答案

 

(1)证明:在直角梯形A1A2A3D中,

A1DA1B,A2CA2B,

翻折成三棱锥后仍有ABAD,ABAC,

AB⊥平面ACD.

平面ACD,∴ABCD.

(2)解:由题设可知,BC必是A1A2A2A3的中点,A1D=A3D.

A1D=A3D=10,A1B=A2B=4.

过D作DE⊥A2A3,垂足为E,得DE=8.

在Rt△DEA3中,得EA3=6,

A2A3=16.

于是A2C=CA3=8,CE=2.

不难得到SBCD=36,SCDA=32.

AB⊥平面ACD,

由面积射影定理得.

故侧面ACD与底面BCD所成二面角θ的余弦值为.

空间直线和平面

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题型:填空题
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填空题

正四棱锥的一个对角面的面积是一个侧面面积的倍,则侧面与底面所成二面角的大小是___________。

正确答案

 

设地面边长为,高为,斜高,则

,即

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题型:简答题
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简答题

(本题满分14分)如图,三棱锥P—ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD⊥平面PAB。(1)求证:AB平面PCB;(2)求二面角C—PA—B的大小.

正确答案

(Ⅰ)略   (Ⅱ)  arcsin 

(1)∵PC平面ABC,平面ABC,

∴PCAB

∵CD平面PAB,平面PAB,∴CDAB又

∴AB平面PCB.…6分

(2)解法一:取AP的中点E,连结CE、DE.

∵PC=AC=2,∴CE PA,CE=

∵CD平面PAB,

由三垂线定理的逆定理,得DE PA.

为二面角C-PA-B的平面角.

由(I) AB平面PCB,又∵AB⊥BC,又AB=BC,AC=2,可求得BC=

  在中,PB=

中, sin∠CED=

∴二面角C—PA—B的大小为arcsin.…………14分

(2)解法二:

∵AB⊥BC,AB⊥平面PBC,过点B作直线l//PA,则l⊥AB,l⊥BC,以BC、BA、l所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系(如图)

设平面PAB的法向量为

  即

解得  

=" -1, " 得= (,0,-1)

设平面PAC的法向量为=().

  即

解得  令="1, " 得= (1,1,0).

=

∴二面角C—PA—B的大小为arccos

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题型:简答题
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简答题

垂直于正方形所在的平面,,异面直线所成的角的余弦为

(1)求的长;

(2)在平面内求一点(指出其位置),使

正确答案

(1)2(2)F是AD中点

(1)以DA、DC、DP所在直线分别为建立空间直角坐标系

(2)

即F是AD中点

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题型:填空题
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填空题

对正多面体有如下描述:①每个面都是正多边形,棱数可以不同;②每个顶点必须有相同的棱数;③正多面体有无数个;④正多面体的一个面的边数可以是3或4.其中正确的有______.

正确答案

正多面体每个面都是正多边形,棱数必须相同,故①错误;

正多面体过每一个顶点必须有相同的棱数,故②正确;

正多面体共5种,故正多面体有无数个错误;

正四面体,正八面体,正二十面体每个面的边数为3,正六面体每一个面的边数为4,故④正确;

故答案为:②④.

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)如图4,正三棱柱中,分别是侧棱上的点,且使得折线的长最短.

(1)证明:平面平面;(2)求直线与平面所成角的余弦值.

正确答案

(Ⅰ) 略  (Ⅱ)

:(1)∵正三棱柱中,

∴将侧面展开后,得到一个由三个正方形拼接而成的矩形(如图),

 

从而,折线的长最短,当且仅当四点共线,

分别是上的三等分点,其中.……2分(注:直接正确指出点的位置,不扣分)

连结,取中点中点,连结

由正三棱柱的性质,平面平面

平面

平面平面,∴平面.…4分

又由(1)知,

∴四边形是平行四边形,从而

平面.而平面,∴平面平面.8分

(2)(法一)由(2),同理可证,平面平面.………10分

平面,平面平面

即为在平面上的射影,

从而是直线与平面所成的角.……12分

在△中,

,由余弦定理,

即直线与平面所成角的余弦值为.…14分

(法二)取中点为原点,轴,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,由(1)及正三棱柱的性质,可求得:

从而

.…………………10分

设平面的一个法向量为

,所以

,解之,得,………………………12分

,得,∴从而

即直线与平面所成角的正弦值为

∴直线与平面所成角的余弦值为.…………14分

下一知识点 : 点、直线、平面之间的位置关系
百度题库 > 高考 > 数学 > 空间几何体

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