- 球的体积和表面积
- 共1581题
如图(1)所示,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=4,E、F分别为AC、AB的中点,将△AEF沿EF折起,使A′在平面BCEF上的射影O恰为EC的中点,得到图(2).
(1)求证:EF⊥A′C;
(2)求三棱锥FA′BC的体积.
正确答案
(1)见解析 (2)
(1)证明:在△ABC中,EF是等腰直角△ABC的中位线,
∴EF⊥AC,
在四棱锥A′BCEF中,EF⊥A′E,EF⊥EC,
又EC∩A′E=E,∴EF⊥平面A′EC,
又A′C⊂平面A′EC,
∴EF⊥A′C.
(2)解:在直角梯形BCEF中,EC=2,BC=4,
∴S△FBC=BC·EC=4,
∵A′O⊥平面BCEF,
∴A′O⊥EC,
又∵O为EC的中点,
∴△A′EC为正三角形,边长为2,
∴A′O=,
∴=
=
S△FBC·A′O=
×4×
=
.
如图,四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,PA=2
,BC="CD=2," ∠ACB=∠ACD=
.
(1)求证:BD⊥平面PAC;
(2)若侧棱PC上的点F满足PF=7FC,求三棱锥PBDF的体积.
正确答案
(1)见解析 (2)
(1)证明:因为BC=CD,所以△BCD为等腰三角形,
又∠ACB=∠ACD,故BD⊥AC.
因为PA⊥底面ABCD,所以PA⊥BD.
从而BD与平面PAC内两条相交直线PA,AC都垂直,
所以BD⊥平面PAC.
(2)解:三棱锥PBCD的底面BCD的面积S△BCD=
BC·CD·sin∠BCD=
×2×2×sin
=
.
由PA⊥底面ABCD,得
=
·S△BCD·PA=
×
×2
=2.
由PF=7FC,得三棱锥FBCD的高为
PA,
故=
·S△BCD·
PA=
×
×
×2
=
,
所以=
-
=2-
=
.
(本小题满分12分)如图所示,直角梯形ACDE与等腰直角△ABC所在平面互相垂直,F为BC的中点,,AE∥C
D,DC=AC=2AE=2.
(Ⅰ)求证:平面BCD平面ABC
(Ⅱ)求证:AF∥平面BDE;
(Ⅲ)求四面体B-CDE的体积.
正确答案
(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)∵面ABC面ACDE,面ABC
面ACDE=AC,CD
AC,
∴DC面ABC,………………………………………………2分
又∵DC面BCD,∴平面BCD
平面ABC. ………………4分
(Ⅱ)取BD的中点P,连结EP、FP,则PF
DC,
又∵EADC,∴EA
PF,……………………………6分
∴四边形AFPE是平行四边形,∴AF∥EP,
又∵EP面BDE,∴AF∥面BDE.…………………8分
(Ⅲ)∵BAAC,面ABC
面ACDE=AC,∴BA
面ACDE.
∴BA就是四面体B-CDE的高,且BA="2." ……………10分
∵DC=AC=2AE=2,AE∥CD,
∴
∴
∴……………………………………12分
略
将边长为3的正四面体以各顶点为顶点各截去(使截面平行于底面)边长为1的小正四面体,所得几何体的表面积为_____________ .
正确答案
原四个顶点截去后剩下截面为边长为1的正三角形,而原四面体的四个侧面变为边长为1的正六边形,其表积为 .
如图,储油灌的表面积为定值,它的上部是半球,下部是圆柱,半球的半径等于圆柱底面半径.
⑴试用半径表示出储油灌的容积
,并写出
的范围.
⑵当圆柱高与半径
的比为多少时,储油灌的容积
最大?
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)解决应用题问题首先要解决阅读问题,具体说就是要会用数学式子正确表示数量关系,本题先利用储油灌的表面积为定值得到圆柱高与半径的关系
,再根据储油灌的容积为半球体积与圆柱体积之和,即可得储油灌的容积
的解析式;为使思路简洁,直接用对应公式表示,根据高及半径为正数可得
的取值范围,(2)本题解题思路清晰,就是利用导数求最值.难点在运算上,需用字母
表示高
与半径
.由导数为零得
,又由(1)得
代入化简得
,因此
.
试题解析:⑴,
, 3分
; 7分
⑵,令
,得
,列表
11分
∴当时,体积
取得最大值,此时
,
. 13分
答:储油灌容积,当
时容积
取得最大值. 15分
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