- 空间几何体的三视图、表面积和体积
- 共1381题
如图:在四棱锥中,底面
是菱形,
平面ABCD,点
分别为
的中点,且
.
(1) 证明:⊥平面
;
(2)求三棱锥的体积;
(3)在线段PD上是否存在一点E,使得平面
;
若存在,求出PE的长;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
证明(1)因为ABCD为菱形,所以AB=BC
又,所以AB=BC=AC,
又M为BC中点,所以
而平面ABCD,
平面ABCD,所以
又,所以
平面
(2)因为
又底面
所以
所以,三棱锥的体积
(3)存在
取PD中点E,连结NE,EC,AE,
因为N,E分别为PA,PD中点,所以
又在菱形ABCD中,
所以,即MCEN是平行四边形
所以, , 又
平面
,
平面
所以平面
,
即在PD上存在一点E,使得平面
,
此时.
知识点
如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA=45,
点E、F分别为棱AB、PD的中点。
(1)求证:AF∥平面PCE;
(2)求三棱锥C-BEP的体积。
正确答案
见解析
解析
解:(1)证明:取PC的中点G,连接GF,因为F为PD的中点,
所以,GF∥CD且又E为AB的中点,ABCD是正方形,
所以,AE∥CD且故AE∥GF且
所以,AEGF是平行四边形,故AF∥EG,而
所以,AF∥平面PCE.
(2) 因为PA⊥底面ABCD,所以,PA是三棱锥P-EBC的高,PA⊥AD,PA=2,
∠PDA=450,所以,AD=2,正方形ABCD中,E为AB的中点,所以,EB=1,故的面积为1,故
.故三棱锥C-BEP的体积为
.
知识点
如图,平面平面
,四边形
为矩形,
为等边三角形,
为
的中点,
。
(1)求证:;
(2) 求二面角的正切值。
正确答案
见解析
解析
解:
(1)证明:连结,因
,
是
的中点,
故,
又因平面平面
,
故平面
,
于是,
又, 所以
平面
,
所以,
又因,故
平面
,
所以,
(2)由(1)得,不妨设
,则
。
因为为等边三角形,
过作
,垂足为
,连接
,
则就是二面角的
平面角
在中,
,
,
,
所以,又
,所以
即二面角的正切值为
,
知识点
已知向量=(2,t),
=(1,2),若t=t1时,
∥
;t=t2时,
⊥
,则( )
正确答案
解析
若∥
,则
;若
⊥
,则
。
知识点
如图梯形ABCD中分别是AB, CD的中点,将四边形ADFE沿直线EF进行翻折.给出四个结论:
① ②
③平面DBF ④平面DCF
平面BFC.
在翻折过程中,可能成立的结论是______。(填写结论序号)
正确答案
②③
解析
考虑①:因为,
与
相交不垂直,所以
与
不垂直,则①不成立;
考虑②:设点的在平面
上的射影为点
,当
时就有
,而
可使条件满足,所以②正确;
考虑③:当点落在
上时,
平面
,从而平面
平面
所以③正确。
考虑④:因为点的射影不可能在
上,所以④不成立
知识点
如图,在四棱锥中,
平面
,四边形
为平行四边形,
,
,
,点
在
上,
。
(1)证明:⊥平面
;
(2)当时,求直线
与平面
所成角的正弦值.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:∵,
,
,
∴
∵平面
,
∴, 又∵
∴平面
,
又∵ ∴
平面
,
∴
又∵,又∵
∴平面
(2)解:∵,
即求直线
与平面
所成的角
⊥平面
又,且
在平面
上的射影是
平面
是直线
与平面
所成的角
中,
,
中,
即直线与平面
所成角的正弦值为
.
知识点
如图所示,是边长为
的正方形,
是以角
为直角的等
腰三角形,为
上一点,且
平面
。
(1)求证:平面平面
;
(2)求直线与平面
所成角的余弦值。
正确答案
见解析
解析
(1) 平面
平面
,
,
又,
平面
而平面
,
平面
平面
.
(2)连结是正方形且
,
三点共线,且
为
的中点,
由平面
知
平面
,
就是
在平面
内的射影
就是直线
与平面
所成的角。
在中,
,…
…
即直线
与平面
所成角的余弦值为
知识点
如图,四棱锥E—ABCD中,ABCD是矩形,平面EAB平面ABCD,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF
平面ACE。
(1)求证:AEBE;
(2)求三棱锥D—AEC的体积;
(3)求二面角A—CD—E的余弦值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)ABCD是矩形,
BC
AB,
平面EAB
平面ABCD,平面EAB
平面ABCD=AB,BC
平面ABCD,
BC
平面EAB,
EA
平面EAB,
BC
EA ,
BF
平面ACE,EA
平面ACE,
BF
EA,
BC
BF=B,BC
平面EBC,BF
平面EBC,
EA
平面EBC ,
BE
平面EBC,
EA
BE。
(2) EA
BE,
AB=
,设O为AB的中点,连结EO,
∵AE=EB=2,EO
AB,
平面EAB
平面ABCD,
EO
平面ABCD,即EO为三棱锥E—ADC的高,且EO=
,
。
(3)以O为原点,分别以OE.OB所在直线为,如图建立空间直角坐标系,
则,
,由(2)知
是平面ACD的一个法向量,设平面ECD的法向量为
,则
,即
,令
,则
,所以
,设二面角A—CD—E的平面角的大小为
,由图得
,
所以二面角A—CD—E的余弦值为。
知识点
一个四面体ABCD的所有棱长都为,四个顶点在同一球面上,则此球的表面积为( )
正确答案
解析
显然该四面体是一个正四面体,把这个正四面体置于一个正方体中,在棱长为1的正方体中,由四个顶点
组成的四面体的所有棱长均为
,从而四面体的外接球就是正方体的外接球,由于正方体的体对角线长为
,所以球的半径为
,所以球的表面积为
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形PA⊥平面ABCD,AP=AB,BP=BC=2,E,F分别是PB,PC的中点。
(1)证明:EF∥平面PAD;
(2)求三棱锥E—ABC的体积V.
正确答案
见解析
解析
(1)在△PBC中,E,F分别是PB,PC的中点,∴EF∥BC.
又BC∥AD,∴EF∥AD,
又∵AD平面PAD,EF
平面PAD,
∴EF∥平面PAD.
(2)连接AE,AC,EC,过E作EG∥PA交AB于点G,
则EG⊥平面ABCD,且EG=PA.
在△PAB中,AD=AB,PAB°,BP=2,∴AP=AB=
,EG=
.
∴S△ABC=AB·BC=
×
×2=
,
∴VE-ABC=S△ABC·EG=
×
×
=
.
另解:
知识点
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