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题型:填空题
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填空题

一个正三棱柱有一个内切球(球与三棱柱的两个底面和三个侧面都相切)和一个外接球(球经过三棱柱的六个顶点),则此内切球、外接球与正三棱柱三个几何体的表面积之比为1:______:______.

正确答案

设正三棱柱底面正三角形的边长为a,其内切球的半径为R

当球外切于正三棱柱时,球的半径R等于正三棱柱的底面正三角形的重心到对边的距离即R=a,到相对棱的距离是 a

又正三棱柱的高是其内切球半径的2倍,故正三棱柱的高为 a,

 球外接正三棱柱时,球的球心是正三棱柱高的中点,且球的球心与正三棱柱两个底面正三角形构成两个正三棱锥,顶点在底面上的投影恰好是底面三角形的重心到顶点的距离 a,棱锥的高为 a

故正三棱锥外接球的半径满足 R22=(

2

3

3

a)2+(

3

3

a)2=a2

三棱柱的表面积为:2×a2+3a× a=a2

∴内切球、外接球与正三棱柱三个几何体的表面积之比4(πa2):(4πa2):a2=R2:R22=1:5:

故答案为:5;

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题型:简答题
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简答题

如图所示,PA⊥平面ABCD,ABCD是矩形,AB=1,,点F是PB的中点,点E在边BC上移动.

(1)若,求证:

(2)若二面角的大小为,则CE为何值时,三棱锥的体积为.

正确答案

(1)详见解析;(2) .

试题分析:(1)要证明直线和直线垂直,往往通过证明直线和平面垂直来实现.本题只需证明直线,由,且为PB中点,可证明,故只需证明,再转化为证明,由,从而可证明;(2)由(1)知,,故=60°,从而可求出,利用三棱锥的体积为,列关于的等式,求即可.

试题解析:,为PB中点, ∴     1分

⊥平面,∴     2分

是矩形,∴         3分

,而  4分

,∴       5分

,∴       6分

(2)由(1)知:   7分

为二面角的一个平面角,则=60°      8分

                                       9分

,解得           11分

时,三棱锥的体积为                     12分

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱锥中,,D为AC的中点,.

(1)求证:平面平面

(2)如果三棱锥的体积为3,求.

正确答案

(1)证明过程详见解析;(2).

试题分析:本题主要以三棱锥为几何背景考查线线垂直、平行的判定,线面垂直,面面垂直的判定以及用空间向量法求二面角的余弦值,考查空间想象能力和计算能力.第一问,根据已知条件,取中点,连结,得出,再利用,根据线面垂直的判定证出平面,从而得到垂直平面内的线,再利用为中位线,得出平面,最后利用面面垂直的判定证明平面垂直平面;第二问,根据已知进行等体积转换,利用三棱锥的体积公式列出等式,解出的值.

试题解析:(Ⅰ)取中点为,连结

因为,所以

,所以平面

因为平面,所以.        3分

由已知,,又,所以

因为,所以平面

平面,所以平面⊥平面.      5分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,平面

,因为的中点,所以

,      10分

解得,即.        12分

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在边长为5+的长方形ABCD中,以A为圆心画一个扇形,以O为圆心画一个圆,M,N,K为切点,以扇形为圆锥的侧面,以圆O为圆锥底面,围成一个圆锥,求圆锥的全面积与体积.

正确答案

解:设圆锥的母线长为l,底面半径为r,高为h,

由已知条件

解得r=,l=4,S全面积=πrl+πr2=10π,h=,V=πr2h=

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题型:填空题
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填空题

三棱锥的顶点为P,PA,PB,PC为三条棱,且PA,PB,PC两两垂直,又PA=2,PB=3,PC=4,则三棱锥P-ABC的体积是                      .

正确答案

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试题分析:可以把看作底面,由三棱锥的体积公式可知:.

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