- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°.
(1)证明:AB⊥A1C;
(2)若AB=CB=2,A1C=,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积;
(3)若平面ABC⊥平面AA1B1B,AB=CB=2,求直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值.
正确答案
(1)见解析(2)3(3)
(1)如图,取AB的中点O,连接CO,A1O.
∵CA=CB,∴CO⊥AB,
又∵AA1=AB,得AA1=2AO,
又∠A1AO=60°,
∴∠AOA1=90°,即AB⊥A1O,
∴AB⊥平面A1OC,又A1C⊂平面A1OC,
∴AB⊥A1C.
(2)∵AB=CB=2=AC,∴CO=,
又A1A=AB=2,∠BAA1=60°,
∴在等边三角形AA1B中,A1O=,
∵A1C2=A1O2+CO2=6,
∴∠COA1=90°,即A1O⊥CO,
∴A1O⊥平面ABC,
∴VABC-A1B1C1=×22×
=3.
(3)作辅助线同(1)
以O为原点,OA所在直线为x轴,OA1所在直线为y轴,OC所在直线为z轴,建立如图直角坐标系,则A(1,0,0),A1(0,,0),B(-1,0,0),C(0,0,
),B1(-2,
,0),则
=(1,0,
),
=(-1,
,0),
=(0,-
,
),设n=(x,y,z)为平面BB1C1C的法向量,则
即
所以n=(
,1,-1),
则cos<n,=
=-
,
所以A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值为.
一个圆柱和一个圆锥的底面直径和它们的高都与某一个球的直径相等,这时圆柱、圆锥、球的体积之比为 .
正确答案
试题分析:设底面半径为,则它们的高
,
,
,
,所以
.
(13分)如图,四棱锥的底面是正方形,
,点
在棱
上.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)当且
为
的中点时,求四面体
体积.
正确答案
(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)四面体体积为
。
(I)根据面面垂直的判定定理,只须证明即可.
(II).
(Ⅰ)∵四边形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,……….1
∵,
∴PD⊥AC,……………………………………….3
∴AC⊥平面PDB,……………………………….4
∴平面………………………..6
(Ⅱ)设AC∩BD=O,连接OE,…………………………7
∵O,E分别为DB、PB的中点,
∴OE//PD,
∴OE//PAD,…………………………………………8
∴……………………….9
…………………………..10
过O作OF⊥AD于F,则OF⊥PAD且OF=………11
∴
∴ 四面体体积为
……………………………13.
(本小题满分12分)
如图,三棱锥中,
平面
.
(1)求证:平面
;
(2)若,
为
中点,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)见解析.(2).
试题分析:
(1)由平面BCD,
平面BCD,
得到.
进一步即得平面
.
(2)思路一:由平面BCD,得
.
确定.
根据平面ABD,
知三棱锥C-ABM的高,
得到三棱锥的体积
.
思路二:由平面BCD知,平面ABD
平面BCD,
根据平面ABD平面BCD=BD,
通过过点M作交BD于点N.
得到平面BCD,且
,
利用计算三棱锥
的体积.
试题解析:解法一:
(1)∵平面BCD,
平面BCD,
∴.
又∵,
,
平面ABD,
平面ABD,
∴平面
.
(2)由平面BCD,得
.
∵,∴
.
∵M是AD的中点,
∴.
由(1)知,平面ABD,
∴三棱锥C-ABM的高,
因此三棱锥的体积
.
解法二:
(1)同解法一.
(2)由平面BCD知,平面ABD
平面BCD,
又平面ABD平面BCD=BD,
如图,过点M作交BD于点N.
则平面BCD,且
,
又,
∴.
∴三棱锥的体积
.
如图,已知四棱锥P﹣ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=2CD=2,PB=PC=3,侧面PBC⊥底面ABCD,O是BC的中点.
(1)求证:DC∥平面PAB;
(2)求四棱锥P﹣ABCD的体积.
正确答案
(1)见解析
(2)
(1)证明:由题意可得,AB∥CD,CD⊄平面PAB,而AB⊂平面PAB,所以CD∥平面PAB.
(2)证明:因为PB=PC,O是BC的中点,所以PO⊥BC.
又侧面PBC⊥底面ABCD,PO⊂平面PBC,面PBC∩底面ABCD=BC,
所以PO⊥平面ABCD.
所以PO是棱锥的高,又AB=BC=2CD=2,PB=PC=3,PO==
=
,
四棱锥P﹣ABCD的体积为 •SABCD•PO=
(
)PO=
×2
=
.
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