- 空间几何体的表面积与体积
- 共4499题
如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平面四边形,∠ABC=60°,BC=2AB,PA⊥底面ABCD.
(1)证明:PB⊥AC;
(2)设PA=AB=1,求棱锥A-PBC的高.
正确答案
(1)证明:∵∠ABC=60°,BC=2AB,
∴由余弦定理得AC=AB,
∴AC2+AB2=BC2,
∴AB⊥AC,
∵PA⊥底面ABCD,
∴PA⊥AC,
∴AC⊥平面PAB,
∴PB⊥AC;
(2)解:如图,PB==
,
∴PC==2,BC=
=2,
设棱锥A-PBC的高为h,则VA-PBC=VP-ABC,
∴,
∵,
,
∴,
∴h=.
解析
(1)证明:∵∠ABC=60°,BC=2AB,
∴由余弦定理得AC=AB,
∴AC2+AB2=BC2,
∴AB⊥AC,
∵PA⊥底面ABCD,
∴PA⊥AC,
∴AC⊥平面PAB,
∴PB⊥AC;
(2)解:如图,PB==
,
∴PC==2,BC=
=2,
设棱锥A-PBC的高为h,则VA-PBC=VP-ABC,
∴,
∵,
,
∴,
∴h=.
如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,ABCD是边长为1的正方形,D1B=
BD,则该长方体的体积为______.
正确答案
解析
解:由图形及已知条件知:△D1DB是Rt△,BD=;
∴D1B=2,;
∴该长方体的体积为.
故答案为:.
如图,四棱锥P-ABCD中,△PAB是正三角形,四边形ABCD是矩形,且面PAB⊥面ABCD,PA=1,PC=2.
(Ⅰ) 若点E是PC的中点,求证:PA∥面BDE;
(Ⅱ) 若点F在线段PA上,且,求三棱锥B-AFD的体积.
正确答案
(Ⅰ)证明:如图,
连接AC,设AC∩BD=O,
∵点E是PC的中点,∴EO∥PA,
又EO⊂面BDE,PA⊄面BDE,∴PA∥面BDE;
(Ⅱ)解:∵PA=PB=AB=1,取AB的中点M.
∴PM⊥AB,且,
∵面PAB⊥面ABCD,面PAB∩面ABCD=AB,∴PM⊥面ABCD,
作FN∥PM交AB于点N,∴FN⊥面ABCD.
∵,∴
.
∵四边形ABCD是矩形,∴BC⊥面PAB,则△PBC为直角三角形,
又PC=2,可得BC=.
∴=
=
.
解析
(Ⅰ)证明:如图,
连接AC,设AC∩BD=O,
∵点E是PC的中点,∴EO∥PA,
又EO⊂面BDE,PA⊄面BDE,∴PA∥面BDE;
(Ⅱ)解:∵PA=PB=AB=1,取AB的中点M.
∴PM⊥AB,且,
∵面PAB⊥面ABCD,面PAB∩面ABCD=AB,∴PM⊥面ABCD,
作FN∥PM交AB于点N,∴FN⊥面ABCD.
∵,∴
.
∵四边形ABCD是矩形,∴BC⊥面PAB,则△PBC为直角三角形,
又PC=2,可得BC=.
∴=
=
.
如图,七面体AC-A1EFC1GH是正方体ABCD-A1B1C1D1用平面AEFC,平面AHGC截去两个多面体后的几何体,其中E,F,G,H是所在棱的中点,则七面体AC-A1EFC1GH的体积是正方体体积的( )
正确答案
解析
解:不妨设正方体的棱长AB=2,则.
易知几何体B1EF-BAC与D1GH-DCA是体积相等的三棱台.
∴=
=
=
.
∴七面体AC-A1EFC1GH的体积==
.
∴七面体AC-A1EFC1GH的体积是正方体体积的=
.
故选B.
若一个圆锥的侧面展开图是半圆,则这个圆锥的底面面积与侧面积的比是______.
正确答案
1:2
解析
解:设该圆锥体的底面半径为r,母线长为l,根据题意得;
2πr=πl,
∴l=2r;
所以这个圆锥的底面面积与侧面积的比是
πr2:πl2=r2:
(2r)2=1:2.
故答案为1:2.
长方体ABCD-A1B1C1D1中,MN分别是A1B,B1D1的中点.
(1)证明:MN∥平面BB1C1C;
(2)设AB=BC=2,二面角N-A1B-B1的余弦值为,求三棱锥M-NBC的体积.
正确答案
(1)证明:如图,
取A1B1的中点G,连接MG,NG,又M,N分别是A1B,B1D1的中点,
∴MG∥BB1,NG∥A1D1∥B1C1,
∴MG∥面BB1C1C,NG∥BB1C1C,
又MG∩NG=G,∴平面MNG∥平面BB1C1C,则MN∥平面BB1C1C;
(2)解:在平面A1ABB1中,过G作GH⊥A1B,垂足为H,连接NH,则∠NHG为二面角N-A1B-B1的平面角,
∴.
设AA1=2m,
∵AB=BC=2,∴,则
,
NH=,∴
,解得:m=
.
则N到BC的距离为,
∴.
过M作BG的垂线MK,则MK为M到平面NBC的距离.
∴MK=×
=
.
∴三棱锥M-NBC的体积V=.
解析
(1)证明:如图,
取A1B1的中点G,连接MG,NG,又M,N分别是A1B,B1D1的中点,
∴MG∥BB1,NG∥A1D1∥B1C1,
∴MG∥面BB1C1C,NG∥BB1C1C,
又MG∩NG=G,∴平面MNG∥平面BB1C1C,则MN∥平面BB1C1C;
(2)解:在平面A1ABB1中,过G作GH⊥A1B,垂足为H,连接NH,则∠NHG为二面角N-A1B-B1的平面角,
∴.
设AA1=2m,
∵AB=BC=2,∴,则
,
NH=,∴
,解得:m=
.
则N到BC的距离为,
∴.
过M作BG的垂线MK,则MK为M到平面NBC的距离.
∴MK=×
=
.
∴三棱锥M-NBC的体积V=.
三棱锥A-BCD的两条棱AB=CD=6,其余各棱长均为5,求三棱锥的内切球半径.
正确答案
解:法一:易知内切球球心O到各面的距离相等.
设E、F为CD、AB的中点,则O在EF上且O为EF的中点.
在△ABE中,AB=6,AE=BE=4,OH=.
解法二:设球心O到各面的距离为R.
4×S△BCD×R=VA-BCD,
∵S△BCD=×6×4=12,
VA-BCD=2VC-ABE=6.
∴4××12R=6
.
∴R=.
解析
解:法一:易知内切球球心O到各面的距离相等.
设E、F为CD、AB的中点,则O在EF上且O为EF的中点.
在△ABE中,AB=6,AE=BE=4,OH=.
解法二:设球心O到各面的距离为R.
4×S△BCD×R=VA-BCD,
∵S△BCD=×6×4=12,
VA-BCD=2VC-ABE=6.
∴4××12R=6
.
∴R=.
已知正四棱锥的高为4cm,一个侧面三角形的面积是15cm2,则该四棱锥的体积是______cm3.
正确答案
48
解析
解:设正四棱锥的底面边长为a,斜高为h,
则依题意×a×h=15且h2=42+(
)2,
解方程组得a=6
∴四棱锥的体积V=×a2×4=48
故答案为 48
如图是一个长方体ABCD-A1B1C1D1截去几个角后的多面体的三视图,在这个多面体中,AB=4,BC=6,CC1=3.则这个多面体的体积为______.
正确答案
48
解析
解:从三视图知,顶点B1,D1已被截去,
所以这个多面体如上图,
求解体积时需要用长方体的体积减去两个三棱锥的体积,
其体积为.
故答案为:48
圆台的上下底面半径分别是2、3,其侧面面积等于两底面面积之和,求该圆台的体积.
正确答案
解:设圆台的母线长为l,则
圆台的上底面面积为
圆台的下底面面积为
所以圆台的两底面面积之和为S=S上+S下=13π
又圆台的侧面积S侧=π(2+3)l=5πl
于是5πl=13π即,
圆台的高为,
∴圆台的体积.
解析
解:设圆台的母线长为l,则
圆台的上底面面积为
圆台的下底面面积为
所以圆台的两底面面积之和为S=S上+S下=13π
又圆台的侧面积S侧=π(2+3)l=5πl
于是5πl=13π即,
圆台的高为,
∴圆台的体积.
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