- 空间几何体
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有四根长都为2的直铁条,若再选两根长都为a的直铁条,使这六根铁条端点处相连能够焊接成一个三棱锥形的铁架,则a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:根据条件,四根长为2的直铁条与两根长为a的直铁条要组成三棱镜形的铁架,
有以下两种情况①底面是边长为2的正三角形,三条侧棱长为2,a,a,如图,此时a可以取最大值,可知AD=,SD=
,则有2-
<
<2+
,
即,
即有<a<
②构成三棱锥的两条对角线长为a,其他各边长为2,如图所示,此时0<a<2;
综上分析可知a∈(0,);
故选A.
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
解析
解: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
∴MN=.
已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q,R分别是AA1,D1C1,BC的中点,试证明过P,Q,R的截面为正六边形,且截面与其他棱的交点为棱的中点.
正确答案
解:如图所示,
过点Q作QM∥C1A1,交A1D1于点M,∴MQ=A1C1
过点R作RN∥CA,交AB于点N,∴RN=AC,
∴RN∥MQ,且RN=MQ,
同理,PM∥RS,PM=RS,
PN∥QS,PN=QS;
∴六边形PMQSRN是正六边形,
且P、M、Q、S、R、N分别是棱AA1、A1D1、D1C1、C1C、BC、AB的中点.
解析
解:如图所示,
过点Q作QM∥C1A1,交A1D1于点M,∴MQ=A1C1
过点R作RN∥CA,交AB于点N,∴RN=AC,
∴RN∥MQ,且RN=MQ,
同理,PM∥RS,PM=RS,
PN∥QS,PN=QS;
∴六边形PMQSRN是正六边形,
且P、M、Q、S、R、N分别是棱AA1、A1D1、D1C1、C1C、BC、AB的中点.
空间四边形ABCD中,AC=8,BD=12,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA边上的点,且EFGH为平行四边形,则四边形EFGH的周长的取值范围是______.
正确答案
(16,24)
解析
解:∵EFGH是平行四边形.
∴由三角形相似:
∴
又∵
∴
∴截面平行四边形EFGH的周长C=2(EF+EH)=
2()=16+
∵0<AE<AB,
∴周长的取值范围为:16<C<24
故答案为:(16,24).
(1)若某人投篮的命中率为p,则他在第n次投篮才首次命中的概率是______.
(2)正六棱锥的底面边长为3cm,侧面积是底面积的倍,则棱锥的高为______.
正确答案
(1-p)n-1p
解析
解:(1)由题意知每一次投篮是相互独立的,
他第n次投篮后,首次把篮球投入篮框内包括前n-1次都没有投中第n次投中,
得到概率是P=(1-p)n-1p
(2)由于正六棱锥的全面积是底面积的3倍,
不妨令P为棱锥的顶点,Q为底面棱的中点,O为底面的中心
∵侧面积是底面积的倍,则PQ=
•OQ
则∠PQO即为侧面与底面所成的角
∵cos∠PQO==
,∴sin∠PQO=
,
∴tan∠PQO=,
在直角三角PQO中,PO=QO•tan∠PQO=×
=
故答案为:(1-p)n-1p,.
如图为一几何体的展开图,其中ABCD是边长为6的正方形,SD=PD=6,CR=SC,AQ=AP,点S,D,A,Q及P,D,C,R共线,沿图中虚线将它们折叠起来,使P,Q,R,S四点重合,则该几何体的内切球的半径为______.
正确答案
6-
解析
解:把该几何体沿图中虚线将其折叠,使P,Q,R,S四点重合,所得几何体为下图中的四棱锥,
且底面四边形ABCD为边长是6的正方形,侧棱PD⊥平面ABCD,PD=6
又在折叠前后∠QAB与∠RCB的大小不变,所以四棱锥中∠PAB与∠PCB仍为直角.
在直角三角形PDA和直角三角形PDC中,由PD=DA=DC=6,得PA=PC=,
所以,
,
SABCD=6×6=36.
利用等积法,设四棱锥内切球的半径为r,
则.
即.
解得:r=6-.
故答案为.
若正四棱锥的底面边长为,体积为4cm3,则它的高为______cm.
正确答案
1
解析
解:如图所示,
正四棱锥P-ABCD的底面边长为,体积为4cm3,
设它的高为hcm,
则该四棱锥的体积为:×
h=4,
解得h=1,即高为1cm.
故答案为:1.
设三棱锥P-ABC的顶点P在平面ABC上的射影是H(在△ABC内部),给出以下说法:
①若PA⊥BC,PB⊥AC,则H是△ABC垂心;
②若PA,PB,PC两两互相垂直,则H是△ABC垂心;
③若P到△ABC三边距离等,则H为△ABC的内心;
④若PA=PB=PC,则H是△ABC的外心.
其中正确说法的序号依次是______.
正确答案
①②③④
解析
解:①若PA⊥BC,PB⊥AC,因为PH⊥底面ABC,所以AH⊥BC,同理BH⊥AC,可得H是△ABC的垂心,正确.
②若PA,PB,PC两两互相垂直,容易推出AH⊥BC,同理BH⊥AC,可得H是△ABC的垂心,正确.
③P是△ABC所在平面外一点,若P到△ABC三边的距离相等,E,F,D分别是点P在三个边上的垂足,故可证得HE,HF,HD分别垂直于三边且相等,由内切圆的加心的定义知,此时点H是三角形的内心,故正确
④若PA=PB=PC,易得AH=BH=CH,则H是△ABC的外心,正确.
故答案为:①②③④
如图,ABCD-A1B1C1D1为正方体,下面结论错误的是( )
正确答案
解析
解:A中,连接BD,过点C作CE∥BD,交AD的延长线于点E,连接ED1,如图;
∵BD∥B1D1,∴CE∥B1D1,
∴AE∩平面CB1D1=E,∴AD∥平面CB1D1不正确;
B中,BD⊥AC,BD⊥CC1,且AC∩CC1=C,∴BD⊥平面ACC1,∴BD⊥AC1正确;
C中,BD⊥AC1,BD∥B1D1,∴AC1⊥B1D1;AC1⊥CD1,且CD1∩B1D1=D1,∴AC1⊥平面CB1D1正确;
D中,AD1与CD不在任何一个平面内,是异面直线;
故选:A.
已知正四棱台的上、下底面边长分别为3和6,其侧面积等于两底面积之和,则该正四棱台的高是( )
正确答案
解析
解:设正四棱台的高为h,斜高为x,由题意可得 4••(3+6)x=32+62,∴x=
.
再由棱台的高、斜高、边心距构成直角梯形、可得 h==2,
故选A.
三棱锥P-ABC中,M、N、K分别是△PAB,△PBC,△PAC的重心,S△ABC=18.
(1)求证:MNAC;
(2)求S△MNK.
正确答案
(1)证明:连接PM,延长交AB于D,
连接PN,延长交BC于E,连接DE,
由于M,N为△PAB,△PBC的重心,则D,E均为中点,
在△ABC中,DE∥AC,DE=,
由于,
则MN∥DE,MN=DE,
则有MNAC;
(2)由(1)得,MN∥AC,MN=AC,
同理可得,MK∥BC,MK=BC,
NK∥AB,NK=AB,
则△MNK∽△ACB,
即有S△MNK:S△ABC=1:9,
由于S△ABC=18,则S△MNK=18×=2.
解析
(1)证明:连接PM,延长交AB于D,
连接PN,延长交BC于E,连接DE,
由于M,N为△PAB,△PBC的重心,则D,E均为中点,
在△ABC中,DE∥AC,DE=,
由于,
则MN∥DE,MN=DE,
则有MNAC;
(2)由(1)得,MN∥AC,MN=AC,
同理可得,MK∥BC,MK=BC,
NK∥AB,NK=AB,
则△MNK∽△ACB,
即有S△MNK:S△ABC=1:9,
由于S△ABC=18,则S△MNK=18×=2.
在正三棱锥P-ABC中,若AB=PA=a,则侧棱PA与底面ABC所成角的余弦值为______.
正确答案
解析
解:如图所示,
正三棱锥P-ABC中,AB=PA=a,
作PO⊥平面ABC,垂足为O,
连接AO,并延长交BC于点D,
∴∠PAD是PA与平面ABC所成的角,
且O是正三角形ABC的中心;
∴AD=AB=
a,
∴AO=AD=
×
a=
a,
∴cos∠PAD==
,
即侧棱PA与底面ABC所成角的余弦值为.
故答案为:.
已知三棱台ABC-A′B′C′的上、下两底均为正三角形,边长分别为3和6,平行于底的截面将侧棱分为1:2两部分,求截面的面积.
正确答案
解:如图,截面为A″B″C″,
在等腰梯形ABB′A′中作BD⊥A′B′交A″B″于E,
∵平行于底的截面将侧棱分为1:2两部分
∴由三角形相似可得=
=
,
又∵DB′==
,∴EB″=
DB′=
,
∴A″B″=3+2×=4,
∴截面的面积S==4
解析
解:如图,截面为A″B″C″,
在等腰梯形ABB′A′中作BD⊥A′B′交A″B″于E,
∵平行于底的截面将侧棱分为1:2两部分
∴由三角形相似可得=
=
,
又∵DB′==
,∴EB″=
DB′=
,
∴A″B″=3+2×=4,
∴截面的面积S==4
设棱锥的高为H,底面积为S,用平行于底面的平面截得的棱锥高的下半部分高为h,若截面面积为P,则h:H是( )
正确答案
解析
解:∵平行于底面的截面与底面是相似的多边形,
两个面积的相似比等于对应的棱锥的高度之比,
∴,
∴,
∴h:H=1-=
,
故选D
在三棱锥A-BCD中,AC=BD=3,AD=BC=4,AB=CD=m,则m的取值范围是( )
正确答案
解析
解:将三棱锥A-BCD放置于一个长方体中,
如图:
设长方体过一个顶点的三条棱长分别为a,b,c,
则,
∴a2+c2+2b2=25,
则m2=a2+c2<a2+c2+2b2=25,∴m<5;
∵△BNC为△BAC的射影,且∠BNC=90°,∴∠BAC为锐角.
则32+m2-42>0,即.
∴m的取值范围是(,5).
故选:D.
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