- 柱、锥、台、球的结构特征
- 共3509题
如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1底面A1B1C1, 底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=,P是BC1上一动点,则A1P+PC的最小值是 。
正确答案
试题分析:连,沿
将
展开与
在同一个平面内,不难看出
的最小值是
的连线.(在
上取一点与
构成三角形,因为三角形两边和大于第三边)由余弦定理即可求解.
作展开图
由∠ACB=90°,AC=2,BC=1得,又
所以,
,
所以,
,所以
由余弦定理
在如图所示的几何体中,面为正方形,面
为等腰梯形,
,
,
,
.
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积;
(3)线段上是否存在点
,使
//平面
?证明你的结论.
正确答案
(1)先证,再证
,进而用线面垂直的判定定理即可证明;
(2)
(3)线段上存在点
,使得
//平面
成立
试题分析:(1)在△中, 因为
,
,
,
又因为
,
平面
(2)解:因为平面
,所以
.
又因为,
平面
在等腰梯形中可得
,所以
.
△
的面积
三棱锥
的体积
(3)线段上存在点
,且
为
中点时,有
// 平面
,证明如下:
连结,与
交于点
,连接
.
因为为正方形,所以
为
中点
//
又平面
//平面
.
线段
上存在点
,使得
//平面
成立
点评:线面平行、线面垂直的判定定理和性质定理经常考查,要灵活准确应用.
如图已知正四棱柱ABCD----A1B1C1D1,AB=1,AA1=2,点E为CC1的中点,点F为BD1的中点。
(1)证明:EF⊥平面;
(2)求点A1到平面BDE的距离;
(3)求BD1与平面BDE所成的角的余弦值.
正确答案
(1) 以D为原点,DA、DC、AA1所在直线为X、Y、Z轴建立空间直角坐标系.
D(0,0,0),B(1,1,0)
D1(0,0,2),E(0,1,1),F(,
,1)
∴=(1,1,0),
=(0,0,2),
=(
,-
,0) 由
·
=0,
·
=0,
得,EF⊥DB,EF⊥DD1 ∴EF⊥面D1DB1----------------------------------------------------
(2) 设=(x,y,z)是平面BDE的法向量,
=(1,1,0),
=(0,1,1)
由⊥
,
⊥
得
即
∴取y=1,=(-1,1,-1)
,由(2)知点
到平面BDE的距离为
=
----
(3) =(-1,-1,2)
由(2)知
设直线BD1与平面BDE所成的角的正弦值为,则sin
=
,cos
=
∴直线BD1与平面BDE所成的角的余弦值为--------------------
略
如图,是半圆
的直径,
是半圆
上除
、
外的一个动点,
平面
,
,
,
,
.
⑴证明:平面平面
;
⑵试探究当在什么位置时三棱锥
的体积取得最大值,请说明理由并求出这个最大值.
正确答案
⑴是直径,所以
,因为
平面
,
,所以
平面
因为
,又因为
,所以
,所以
平面ACD,因为
平面
,所以平面
平面
⑵当为半圆弧中点时三棱锥
的体积取得最大值,最大值为
试题分析:⑴因为是直径,所以
,因为
平面
,
,因为
,所以
平面
因为,又因为
,所以四边形
是平行四边形,所以
,所以
平面,因为
平面
,所以平面
平面
⑵依题意,,
由⑴知,
,
,等号当且仅当
时成立,所以当
为半圆弧中点时三棱锥
的
体积取得最大值,最大值为
(备注:此时,,
,设三棱锥
的高为
,则
,
).
点评:第一问要证明两面垂直只需证明其中一个平面内的一条直线垂直于另外一面,即转化为证明线面垂直;第二问首先采用等体积法将所求椎体的体积转化求解的角度,而后借助于均值不等式求得最大值
已知半径为2cm的半圆形铁皮,用它做成一个圆锥形容器的侧面
⑴求这个圆锥的体积
⑵经过它的侧面,用细绳把A、B连接起来,
则细绳至少要多长?(AB为圆锥底面圆的直径)
正确答案
(1); (2)
.
(1)根据半圆形的面积等于其侧面积
可知,所以
.
(2)本小题是侧面展开的问题,沿母线SA剪开,然后展开,则展开后角ASB为直角,所以细绳最短长度为AB的长,AB=cm.
解:(1)根据半圆形的面积等于其侧面积
可知,所以
.
(2)沿母线SA剪开,然后展开,则展开后角ASB为直角,所以细绳最短长度为AB的长,AB=cm.
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