• 空间几何体的三视图、表面积和体积
  • 共1381题
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1
题型:填空题
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填空题 · 5 分

16.在正三棱锥V—ABC内,有一半球,其底面与正三棱锥的底面重合,且与正三棱锥的三个侧面都相切,若半球的半径为2,则正三棱锥的体积最小时,其高等于__________.

正确答案

解析

设球心为O,设底边OD=x和体高OP=x,如图:则

考查方向

本题考察了导数在最大值、最小值问题中的应用;棱锥的结构特征;棱柱、棱锥、棱台的体积;球内接多面体.

解题思路

1)设底边长a和侧高l

2)把三棱锥的体积分割成以球心为定点的三个三棱锥,求体积之和即椎体的体积

3)根据体积求出a.l的关系

4)利用公式计算体高

易错点

主要易错于球的几何性质用错

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积
1
题型:填空题
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填空题 · 5 分

14.在三棱住ABCA1B1C1中,∠BAC=90°,其正视图和侧视图都是边长为1的正方形,俯视图是直角边长为1的等腰直角三角形,设点MNP分别是ABBCB1C1的中点,则三棱锥PA1MN的体积是______.

正确答案

解析

由题意,三棱柱是底面为直角边长为1的等腰直角三角形,高为1的直三棱柱,底面积为0.5,如图,三棱锥   底面积是三棱柱底面积的  ,高为1,,故三棱锥  的体积为.

考查方向

本题主要考察几何体的体积的求法,意在考察考生的转化与划归能力。

解题思路

先求出三棱柱的底面积,后寻找三棱柱和三棱锥之间的关系即可求得答案。

易错点

看不出三棱锥和三棱柱之间的关系导致无法得到正确答案。

知识点

由三视图还原实物图棱柱、棱锥、棱台的体积
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC=CB=1,∠BCD=120°,四边形BFED为矩形,平面BFED⊥平面ABCD,BF=1.

21.求证:AD⊥平面BFED;

22.已知点P在线段EF上,=2.求三棱锥E-APD的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

(1)在梯形中,

  ∴

  ∵平面平面

平面平面

考查方向

本题考察了直线和平面、平面和平面垂直的判定定理,考察了余弦定理,考察了三棱锥的体积计算,

解题思路

该题解题关键在于找到所求内容的突破点

1)根据余弦定理得出BD进而推出

2)由面面垂直得到线面垂直

3)确定PE为体高,进而求出体积

易错点

本题容易在上判断出错

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

解:

(2)由(1)知⊥平面

 //, ∴

考查方向

本题考察了直线和平面、平面和平面垂直的判定定理,考察了余弦定理,考察了三棱锥的体积计算,

解题思路

该题解题关键在于找到所求内容的突破点

1)根据余弦定理得出BD进而推出

2)由面面垂直得到线面垂直

3)确定PE为体高,进而求出体积

易错点

本题容易在上判断出错

1
题型:填空题
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填空题 · 5 分

15.已知直三棱柱(侧棱垂直于底面)的各顶点都在球O的球面上,且

若三棱柱的体积等于,则球O的体积

     .

正确答案

解析

得h=,外接球的半径2,,所以V=

考查方向

本题主要考查了空间几何体的外接球的体积。

解题思路

本题利用已知条件找到要求的球的球心位置,进一步求出球的半径,然后利用球的体积公式即可求出。

易错点

本题不会求外接球的半径。

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积与球体有关的内切、外接问题
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

19. 如图所示的多面体中,是菱形,是矩形,

(Ⅰ)求证:平面平面

(Ⅱ)若,求四棱锥的体积.

正确答案

(1)见详解;(2)

解析

试题分析:本题属于立体几何证明与体积的计算问题,

(1)由线线到线面再到面面平行

(2)利用椎体的体积公式求解.

考查方向

本题考查了立体几何.

解题思路

本题考查立体几何证明与体积的计算问题,解题步骤如下:

由线线到线面再到面面平行。

利用椎体的体积公式求解。

易错点

第1问面面平行的判定定理不熟练,条件写的不全,第2问不会求高。

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积平面与平面平行的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,三棱锥P-ABC中,平面PAC平面ABC,ABC=,点D、E在线段AC上,且AD=DE=EC=2,PD=PC=4,点F在线段AB上,且EF//BC.(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分)

24.证明:AB平面PFE.

25.若四棱锥P-DFBC的体积为7,求线段BC的长.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

详见解析

解析

试题分析:先由已知易得,再注意平面平面,且交线为,由面面垂直的性质可得平面,再由线面垂直的性质可得到,再注意到,而,从而有,那么由线面垂的判定定理可得平面

试题解析:证明:如题(20)图.由知,为等腰边的中点,故

又平面平面,平面 平面平面

所以平面,从而.

.

从而与平面内两条相交直线都垂直,

所以平面.

考查方向

本题主要考查了直线与平面垂直的判定,考查了转化思想,属于中档题..

解题思路

本题考查空间直线与直线、直线与平面、平面与平面的垂直关系的判定,通过应用面面垂直的性质定理将面面垂直转化为线面垂直,进而转化为线线垂直来完成证明.

易错点

线线关系与线面关系的转化

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

.

解析

试题分析:(Ⅱ)设则可用将四棱锥的体积表示出来,由已知其体积等于7,从而得到关于的一个一元方程,解此方程,再注意到即可得到的长.

试题解析:(2)设,则在直角中,

.从而

,知,得,故

.

,,

从而四边形DFBC的面积为 

由(1)知,PE 平面,所以PE为四棱锥P-DFBC的高.

在直角中,,

体积,

故得,解得,由于,可得.

所以.

考查方向

本题主要考查了棱柱、棱锥、棱台的体积的求法,考查了空间想象能力和推理论证能力,考查了转化思想,属于中档题..

解题思路

本题考查简单几何体的体积的运算,通过设元,将已知几何体的体积表示出来,建立方程,通过解方程完成解答..

易错点

注意方程思想在解题过程中的应用

1
题型: 单选题
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单选题 · 5 分

11.已知四棱锥的顶点都在球的球面上,底面是矩形,平面底面为等边三角形,则球面的表面积为

A

B

C

D

正确答案

D

解析

由题意可得直观图如图所示,

因为为等边三角形,所以G为的中心,且,F为AD的中点,所以,所以,所以球的半径为,所以球的表面积为,所以应选D选项。

考查方向

本题主要考查了球与四棱锥的组合体问题,以及空间的想象能力,以及立体几何的计算问题怎样转化为平面几何.

解题思路

1)由已知条件画出草图;

2)找到球心的位置,以及构造直角三角形;

3)在直角三角形中计算球的半径,以及表面积.

易错点

本题由题意画出立体几何的图是一个难点,将立体的计算转化为平面也是难点。

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积球的体积和表面积
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在三棱柱中,是等边三角形,,中点.

22.求证:平面

23.当三棱锥体积最大时求点到平面的距离.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(略)

解析

连结,交,连.在三棱柱中,四边形为平行四边形,则,又中点,∴,而平面平面,∴平面.

考查方向

线面平行的位置关系,点到平面的距离,体积桥求距离的应用

解题思路

关键是在面DCB1中找线,连结,交,可证DO//A1B

易错点

确定“三棱锥体积最大时”的条件

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设点到平面的距离是,则,而,故当三棱锥体积最大时,,即平面.

由(Ⅰ)知:,所以到平面的距离与到平面的距离相等.

平面平面,∴

是等边三角形,中点,∴,又平面平面,∴平面,∴,由计算得:,所以, 设到平面的距离为,由得:,所以到平面的距离是

考查方向

线面平行的位置关系,点到平面的距离,体积桥求距离的应用

解题思路

当三棱锥体积最大时,,即平面,再利用体积桥即可求得点到平面的距离.

易错点

确定“三棱锥体积最大时”的条件

1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,直三棱柱ABCA1B1C1的底面是边长为2的正三角形,EF分别是BCCC1的中点.

19.证明:平面AEF⊥平面B1BCC1

20.若直线A1C与平面A1ABB1所成的角为45°,求三棱锥FAEC的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)略;

解析

(Ⅰ)证明:如图,因为三棱柱ABC A1B1C1是直三棱柱,所以AEBB1.

E是正三角形ABC的边BC的中点,所以AEBC.

,因此AE⊥平面B1BCC1.

AE⊂平面AEF,所以平面AEF⊥平面B1BCC1.

考查方向

本题主要考查面面垂直的判定,以及三棱锥体积求法。

解题思路

1)第一问通过等边三角形的性质找到AEBC,再由线面垂直的判定得到线面垂直,最后得到面面垂直;

2)第二问先找到直线A1C与平面A1ABB1所成的角,通过线面角求得A1DCD,进而求得体积。

易错点

证明面面垂直找不到线面垂直的条件,由已知的线面角找不出长度的关系。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

解析

(Ⅱ)设AB的中点为D,连接A1DCD.

因为△ABC是正三角形,所以CDAB.

又三棱柱ABC A1B1C1是直三棱柱,所以CDAA1.

,因此CD⊥平面A1ABB1

于是∠CA1D为直线A1C与平面A1ABB1所成的角.       

由题设,∠CA1D=45°,所以A1DCD.

在Rt△AA1D中,AA1

故三棱锥F AEC的体积V

考查方向

本题主要考查面面垂直的判定,以及三棱锥体积求法。

解题思路

1)第一问通过等边三角形的性质找到AEBC,再由线面垂直的判定得到线面垂直,最后得到面面垂直;

2)第二问先找到直线A1C与平面A1ABB1所成的角,通过线面角求得A1DCD,进而求得体积。

易错点

证明面面垂直找不到线面垂直的条件,由已知的线面角找不出长度的关系。

1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在三棱柱中,是等边三角形,,中点.

22.求证:平面

23.当三棱锥体积最大时求点到平面的距离.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(略)

解析

连结,交,连.在三棱柱中,四边形为平行四边形,则,又中点,∴,而平面平面,∴平面.

考查方向

线面平行的位置关系,点到平面的距离,体积桥求距离的应用

解题思路

关键是在面DCB1中找线,连结,交,可证DO//A1B

易错点

确定“三棱锥体积最大时”的条件

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设点到平面的距离是,则,而,故当三棱锥体积最大时,,即平面.

由(Ⅰ)知:,所以到平面的距离与到平面的距离相等.

平面平面,∴

是等边三角形,中点,∴,又平面平面,∴平面,∴,由计算得:,所以, 设到平面的距离为,由得:,所以到平面的距离是

考查方向

线面平行的位置关系,点到平面的距离,体积桥求距离的应用

解题思路

当三棱锥体积最大时,,即平面,再利用体积桥即可求得点到平面的距离.

易错点

确定“三棱锥体积最大时”的条件

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