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题型:填空题
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填空题

在空间直角坐标系Oxyz中有四点O(0,0,0),A(0,0,3),B(0,3,0),C(2,3,4),则多面体OABC的体积是______

正确答案

3

解析

解:多面体OABC是以△OAB为底面,2为高的三棱锥,

所以多面体OABC的体积是

故答案为:3.

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题型:简答题
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简答题

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,AB=AD=2CD=2,侧面PAD⊥底面ABCD,且△PAD是以AD为底的等腰三角形.

(Ⅰ)证明:AD⊥PB;

(Ⅱ)若四棱锥P-ABCD的体积等于,问:是否存在过点C的平面CMN,分别交PB,AB 于点M,N,使得平面CMN∥平面PAD?若存在,求出△CMN

的面积;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)证明:取AD的中点G,连接PG、GB、BD∵PA=PD,

∴PG⊥AD.(2分)

∵AB=AD,且∠DAB=60°,

∴△ABD是正三角形,∴BG⊥AD,

又∵PG∩BG=G,PG、BG⊂平面PGB

∴AD⊥平面PGB.

∴AD⊥PB.(5分)

(Ⅱ)解:存在,理由如下:

分别取PA、AB的中点M、N,连结CM、MN、NC,则MN∥PA;

∵ABCD是梯形,且DC平行且等于AB,

∴DC平行且等于AN,于是,四边形ANCD为平行四边形,

∴平面CMN∥平面PAD.

由(Ⅰ)知,MN=1,CN=2,在△PBC与在△CBM中:

∴△PBC∽△CBM,得CM=,∴△CBM是直角三角形,

.…(12分)

解析

(Ⅰ)证明:取AD的中点G,连接PG、GB、BD∵PA=PD,

∴PG⊥AD.(2分)

∵AB=AD,且∠DAB=60°,

∴△ABD是正三角形,∴BG⊥AD,

又∵PG∩BG=G,PG、BG⊂平面PGB

∴AD⊥平面PGB.

∴AD⊥PB.(5分)

(Ⅱ)解:存在,理由如下:

分别取PA、AB的中点M、N,连结CM、MN、NC,则MN∥PA;

∵ABCD是梯形,且DC平行且等于AB,

∴DC平行且等于AN,于是,四边形ANCD为平行四边形,

∴平面CMN∥平面PAD.

由(Ⅰ)知,MN=1,CN=2,在△PBC与在△CBM中:

∴△PBC∽△CBM,得CM=,∴△CBM是直角三角形,

.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

有一个正四棱台形状的油槽,可以装油190L,假如它的两底面边长分别等于60cm和40cm,求它的深度.

正确答案

解:由于台体的体积V=(S++S′)h,

则h==cm.

故它的深度为75cm.

解析

解:由于台体的体积V=(S++S′)h,

则h==cm.

故它的深度为75cm.

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题型:简答题
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简答题

如图甲,⊙O的直径AB=2,圆上两点C,D在直径AB的两侧,且∠CBA=∠DAB=.沿直径AB折起,使两个半圆所在的平面互相垂直(如图乙),F为BC的中点,E为AO的中点.

根据图乙解答下列各题:

(Ⅰ)求证:CB⊥DE;

(Ⅱ)求三棱锥C-BOD的体积;

(Ⅲ)在劣弧上是否存在一点G,使得FG∥平面ACD?若存在,试确定点G的位置;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)证明:在△AOD中,

,OA=OD,

∴△AOD为正三角形,

又∵E为OA的中点,

∴DE⊥AO…(1分)

∵两个半圆所在平面ACB与平面ADB互相垂直且其交线为AB,

∴DE⊥平面ABC.      …(3分)

又CB⊂平面ABC,∴CB⊥DE.     …5分

(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知DE⊥平面ABC,

∴DE为三棱锥D-BOC的高.∵D为圆周上一点,且AB为直径,∴

在△ABD中,由AD⊥BD,,AB=2,得AD=1,.     …(6分)

==.    …(8分)

(Ⅲ)解:存在满足题意的点G,G为劣弧的中点.       …(9分)

证明如下:连接OG,OF,FG,易知OG⊥BD,又AD⊥BD∴OG∥AD,

∵OG⊄平面ACD,∴OG∥平面ACD.      …(10分)

在△ABC中,O,F分别为AB,BC的中点,

∴OF∥AC,OF⊄平面ACD,∴OF∥平面ACD,…(11分)

∵OG∩OF=O,∴平面OFG∥平面ACD.

又FG⊂平面OFG,∴FG∥平面ACD.      …(12分)

解析

(Ⅰ)证明:在△AOD中,

,OA=OD,

∴△AOD为正三角形,

又∵E为OA的中点,

∴DE⊥AO…(1分)

∵两个半圆所在平面ACB与平面ADB互相垂直且其交线为AB,

∴DE⊥平面ABC.      …(3分)

又CB⊂平面ABC,∴CB⊥DE.     …5分

(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知DE⊥平面ABC,

∴DE为三棱锥D-BOC的高.∵D为圆周上一点,且AB为直径,∴

在△ABD中,由AD⊥BD,,AB=2,得AD=1,.     …(6分)

==.    …(8分)

(Ⅲ)解:存在满足题意的点G,G为劣弧的中点.       …(9分)

证明如下:连接OG,OF,FG,易知OG⊥BD,又AD⊥BD∴OG∥AD,

∵OG⊄平面ACD,∴OG∥平面ACD.      …(10分)

在△ABC中,O,F分别为AB,BC的中点,

∴OF∥AC,OF⊄平面ACD,∴OF∥平面ACD,…(11分)

∵OG∩OF=O,∴平面OFG∥平面ACD.

又FG⊂平面OFG,∴FG∥平面ACD.      …(12分)

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题型:简答题
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简答题

如图,在△ABC中,∠B=,AB=BC=2,P为AB边上一动点,PD∥BC交AC于点D,现将△PDA沿PD翻折至△PDA′,使平面PDA′⊥平面PBCD.

(Ⅰ)若点P为AB的中点,E为A′C的中点,求证:A′B⊥DE;

(Ⅱ)当棱锥A′-PBCD的体积最大时,求PA的长.

正确答案

(Ⅰ)证明:如图,设F为A′B的中点,连结PF,FE.

则有EF∥BC,EF=BC,PD∥BC,PD=BC,

∴DE∥PF,又A′P=PB,

∴PF⊥A′B,

故A′B⊥DE.

(Ⅱ)解:令PA=x(0<x<2),则A′P=PD=x,BP=2-x.

∵A′P⊥PD,且平面A′PD⊥平面PBCD,

∴A′P⊥平面PBCD.

∴VA′-PBCD=Sh=(2-x)(2+x)x=(4x-x3).

令f(x)=(4x-x3),

由f′(x)=(4-3x2)=0,得x=

当x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

当x∈(,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

∴当x=时,f(x)取得最大值,

故当VA′-PBCD最大时,PA=

解析

(Ⅰ)证明:如图,设F为A′B的中点,连结PF,FE.

则有EF∥BC,EF=BC,PD∥BC,PD=BC,

∴DE∥PF,又A′P=PB,

∴PF⊥A′B,

故A′B⊥DE.

(Ⅱ)解:令PA=x(0<x<2),则A′P=PD=x,BP=2-x.

∵A′P⊥PD,且平面A′PD⊥平面PBCD,

∴A′P⊥平面PBCD.

∴VA′-PBCD=Sh=(2-x)(2+x)x=(4x-x3).

令f(x)=(4x-x3),

由f′(x)=(4-3x2)=0,得x=

当x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

当x∈(,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

∴当x=时,f(x)取得最大值,

故当VA′-PBCD最大时,PA=

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题型: 单选题
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单选题

如图是一个空间几何体的三视图,则该几何体的体积为(  )

A12

B24

C48

D60

正确答案

B

解析

解:由三视图可知该几何体是:底面是一个直角三角形的三棱柱,切去一个三棱锥得到的,

∴V=-=24.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

已知棱长为2的正方体ABCD-GPHF截去一个多面体后,所得几何体如图所示,点E在GP上,且EG=1.

(1)求证:AF⊥CE;

(2)求多面体EFG-ABCD的体积.

正确答案

(1)证明:连接DG,则AF⊥DG,

∵AF⊥CD,CD∩DG=D,

∴AF⊥平面CDGE,

∵CE⊂平面CDGE,

∴AF⊥CE;

(2)解:多面体EFG-ABCD的体积=正方体ABCD-GPHF-四棱锥C-HFEP

=23-=7.

解析

(1)证明:连接DG,则AF⊥DG,

∵AF⊥CD,CD∩DG=D,

∴AF⊥平面CDGE,

∵CE⊂平面CDGE,

∴AF⊥CE;

(2)解:多面体EFG-ABCD的体积=正方体ABCD-GPHF-四棱锥C-HFEP

=23-=7.

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题型:简答题
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简答题

已知斜三棱柱ABC-A1B1C1,所有棱长均为2,若点A1在底面ABC的射影O落在AB的中点M上.

(1)在线段A1C1上找到一点N,使得MN∥面B1C1CB,求A1N的长度;

(2)求四棱锥体积VA-BB1C1C

正确答案

解:(1)取A1C1中点N,则A1N=1,

取B1C1的中点为E,连结BE,EN则EN∥A1B1

又A1B1∥BM,∴EN∥BM,且

∴四边形ENBM为平行四边形,

∴有MN∥BE,即MN∥面B1C1CB,此时A1N=1;

(2)∵

=

=

==3-1=2.

解析

解:(1)取A1C1中点N,则A1N=1,

取B1C1的中点为E,连结BE,EN则EN∥A1B1

又A1B1∥BM,∴EN∥BM,且

∴四边形ENBM为平行四边形,

∴有MN∥BE,即MN∥面B1C1CB,此时A1N=1;

(2)∵

=

=

==3-1=2.

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题型:简答题
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简答题

已知在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=,AB=BC=2AD=4,E、F分别是两腰AB、CD上的点,EF∥BC,AE=x,G是BC的中点.沿EF将梯形ABCD翻折,使平面AEFD⊥平面EBCF(如图).

(1)若以F、B、C、D为顶点的三棱锥的体积记为f(x),求f(x)的最大值.

(2)当f(x)取得最大值时,求BD与平面BCFE所成角的正弦值.

正确答案

解:(1)因为ABCD为直角梯形,沿EF将梯形ABCD翻折后,平面AEFD⊥平面EBCF;所以三棱锥D-BCF的高为AE所以三棱锥D-BCF的体积为:(4分)

所以

所以当x=2时,f(x)取最大值为(7分)

(2)作DH⊥EF于H,连接HB,

因为平面AEFD⊥平面EBCF;

所以DH⊥面BCFE,所以∠DBH就是所求的BD与平面BCFE所成角(10分)

容易计算得,DH=2,,R所以

所以(13分)

所以,BD与平面BCFE所成角的正弦值为(14分)

解析

解:(1)因为ABCD为直角梯形,沿EF将梯形ABCD翻折后,平面AEFD⊥平面EBCF;所以三棱锥D-BCF的高为AE所以三棱锥D-BCF的体积为:(4分)

所以

所以当x=2时,f(x)取最大值为(7分)

(2)作DH⊥EF于H,连接HB,

因为平面AEFD⊥平面EBCF;

所以DH⊥面BCFE,所以∠DBH就是所求的BD与平面BCFE所成角(10分)

容易计算得,DH=2,,R所以

所以(13分)

所以,BD与平面BCFE所成角的正弦值为(14分)

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题型: 单选题
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单选题

如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,点P、Q在棱CC1上,PQ=1,则三棱锥P-QBD的体积是(  )

A

B

C8

D与P点位置有关

正确答案

A

解析

解:三棱锥P-QBD的体积,就是三棱锥P-BCD的体积减去三棱锥Q-BCD的体积,

即:VP-BQD=VP-BCD-VQ-BCD==

故选A.

百度题库 > 高考 > 数学 > 空间几何体的表面积与体积

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