- 立体几何与空间向量
- 共3353题
如图,ABCD是边长为l的正方形,O为AD的中点,抛物线的顶点为O且通过点C,则阴影部分的面积为( )
正确答案
解析
以O为圆心,以OD为y轴建立直角坐标系,抛物线的方程为,
.
知识点
四棱锥的三视图如下图所示,四棱锥
的五个顶点都在一个球面上,
、
分别是棱
、
的中点,直线
被球面所截得的线段长为
,则该球表面积为 .
正确答案
答案:
解析
由三视图可知原图是一个四棱锥。
知识点
在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,
轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.点
的极坐标分别为
,
,曲线
的参数方程为
.
(1)求的面积;
(2)求直线被曲线
截得的弦长。
正确答案
见解析
解析
(1)………………3分
(2)在直角坐标系中
所以直线的方程为:
…………………4分
曲线:
是圆心为
,半径为
的圆………………5分
因为直线正好过圆心
,所以直线
被曲线
截得的弦长为
……… 7分
知识点
在三角形ABC中,角A、B、C的对应边分别为,已知
,且
。
(1)求A、B、C三个角的大小;
(2)设函数,求函数
的最小值及单调递增区间。
正确答案
见解析
解析
(1)在三角形ABC中,因,所以
,又
,所以
,在三角形ABC中,因
,由正弦定理可得
,又由于A、B、C是三角形的三个内角,所以
,
,
.
(2)由(1)得:=
,
故所求函数的最小值0;
单调增区间为 ,得
,即
单调增区间为
知识点
在中,
,
,点
在
上且满足
,则
等于( )
正确答案
解析
由题意易知:M是BC的中点,P是三角形ABC的重心,因为,所以
,
,所以
=
。故选D.
知识点
如图:在等边中,边长为4,点E,F分别是边AB、AC的中点,沿EF将
翻折到
的位置,使平面
平面
(1)G为线段PC的中点,求证:;
(2)求点F到平面PBC的距离;
(3)求棱PF与面PBC所成角的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)G为PC中点。证明如下:
取PB中点H,连接GH,EH.
,
∴四边形GHEF为平行四边形,
(2)在三角形ABC中,取EF的中点为O,BC的中点为D,
,
连接PD,在中做
,则
在
(3)PC的中点G,
知识点
如图,矩形与梯形
所在的平面互相垂直,
,
∥
,
,
,
为
的中点。
(1)求证:∥平面
;
(2)求直线与平面
所成角的正弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)取DE中点N,连结MN,AN
在中,M,N分别为ED,EC的中点,
所以MN//CD,且
又已知AB//CD,且,所以MN//AB,且MN=AB
所以四边形ABMN为平行四边形 ,所以BM//AN;又因为平面BEC,且
平面BEC
所以MM//平面ADEF;………………6分
(2)在矩形ADEF中,ED⊥AD,又因为平面ADEF⊥平面ABCD,且平面ADEF∩平面ABCD=AD,
所以ED⊥平面ABCD,又AD⊥CD,
所以,取D为原点,DA、DC、DE所在直线分别为x,y,z轴,建立直角坐标系,则
D(0,0,0),B(2,2,0),C(0,4,0),E(0,0,3)
设为平面BEC的一个法向量。
因为=(-2,2,0),
=(0,-4,3),
所以,令x=1,得y=1,z=
,所以
,
设DB与平面BEC所成角为α,则sinα=|cos|=
=
所以,DB与平面BEC所成角的正弦值为,……………13分
知识点
在直角梯形ABCD中,AB//CD,°,AB=2CD=2,M为腰BC的中点,则
( )
正确答案
解析
,
,
,
知识点
点P到点,
及到直线
的距离都相等,如果这样的点恰好只有一个,那么a的值是( )
正确答案
解析
解法一:点P在抛物线上,设
,则有
=
,化简得
, 当
时, 符合题意;当
时,∆=0,有
,
,则
。
解法二:由题意有点P在抛物线上,B在直线y=2上,当
时,B为直线y=2与准线的交点,符合题意;当
时,B为直线y=2与抛物线通径的交点,也符合题意
知识点
已知以为周期的函数
,其中
。若方程
恰有5个实数解,则
的取值范围为( )
正确答案
解析
的图象为椭圆上半部分,
的图象为两条线段根据
的周期T=4可知其图象,由方程
恰有5个实数解,则
有两解 即
有两解,所以
解得
;
无解即
无解,所以
解得
。故
知识点
如图,已知平面QBC与直线PA均垂直于所在平面,且PA=AB=AC.
(1)求证:PA∥平面QBC;
(2)若,求二面角Q-PB-A的余弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:过点作
于点
,
∵平面⊥平面
∴
平面
又∵⊥平面
∴∥
又∵
平面
∴∥平面
(2)∵平面
∴ 又∵
∴ ∴
∴点是
的中点,连结
,则
∴平面
∴
∥
,
∴四边形是矩形
设
∴,
∴
过作
于点
,
∴,
取中点
,连结
,取
的中点
,连结
∵,
∴
∥
∵ ∴
∴
∴为二面角
的平面角
连结,则
又∵
∴
即二面角的余弦值为
……14分
方法二:
(1)同方法一
(2)∵平面
∴,又∵
∴ ∴
∴点是
的中点,连结
,则
∴平面
∴
∥
,
∴四边形是矩形
分别以为
轴建立空间直角坐标系
设,则
,
,
,
设平面的法向量为
∵,
∴
又∵平面的法向量为
设二面角为
,则
又∵二面角是钝角
∴
知识点
在△中,角
、
、
的对边分别为
、
、
,且
。
(1)若,求角
的大小;
(2)若,
,求△
面积的最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)
由正弦定理,得。
∴ 。
∴ (
舍)。
(2)
由(1)中可得
或
。
又 时,
,
,即
,矛盾。
所以,
,即
。
所以,
即当时,
的最小值是
。
知识点
如图:在五面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,CDE是等边三角形,棱EF∥BC且EF=
BC。
(1) 试判断直线EO是否可能与平面BDF垂直,并说明理由.
(2)设BC=CD,且
ABF是等边三角形,求此时直线BC与平面BDF所成角的余弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)在平面ABCD中,过O点作BC的平行线,分别交AB、CD于K、G,由题设EF∥BC,所以EF∥KG,又EF=BC,所以EF=OK。
∴四边形EFKO是平行四边形,假设EO⊥平面BDF,则EO⊥BF,平行四边形EFKO中,EO∥FK,所以FK⊥BF……①,又CD⊥KG,CD⊥EG,则CD⊥平面EFKG,而AB∥CD,所以AB⊥FK……②,在三角形FKB中,①②不能同时成立,矛盾!所以EO与平面BDF不可能垂直。
(2)由于EF=OG=BC=
CD,在正三角形△CDE中,EG=
CD,
∴平行四边形FOGE是菱形,延长GO交AB于点K,同理可证四边形OEFK也是菱形, 这样,EO=FO,四边形GEFK是等腰梯形.以O为原点,
如图所示建立空间直角坐标系,
设CD长为2,则可得(1,
,0),
=(0,
,
),由此可求得平面OBF的的一个法向量为
=(3,
,1),C点的坐标是(1,
,0),所以
=(0,
,0),法向量
与向量
所成的角
的余弦值为cos
=
,所以直线BC与平面BDF所成角的余弦值是
。
知识点
某几何体的三视图如图(其中侧视图中的圆弧是半圆),则该几何体的表面积为( )
正确答案
解析
由三视图可知:该几何体是由上下两部分组成的,下面是棱长为5,4,4的长方体;上面是一个半圆柱,其轴截面与长方体的上面重合。
∴该几何体的表面积=5×4×3+4×4×2+π×22+2π×5=92+14π。
知识点
若α是第四象限角,tan(+α)=﹣
,则cos(
﹣α)=( )
正确答案
解析
∵α是第四象限角,tan(+α)=﹣
=
<0,∴
+α仍是第四象限角,∴cos(
﹣α)=sin(
+α)。
再由 +
=1,求得 sin(
+α)=﹣
,可得cos(
﹣α)=﹣
,
知识点
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