- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
在如图的多面体中,平面
,
,
,
,
,
,
,
是
的中点.
(1)求证:平面
;
(2)求证:;
(3)求三棱锥的体积.
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)三棱锥的体积为
.
试题分析:(1)证明四边形为平行四边形,进而得到
,再利用直线与平面平行的判定定理得到
平面
;(2)过点
作
交
于点
,连接
、
、
,先证明
平面
,于是得到
平面
,从而得到
,再证明四边形
为菱形,从而得到
,利用直线与平面垂直的判定定理得到
平面
,从而得到
;(3)由
平面
,由
,得到
平面
,从而将三棱锥
的体积的计算变换成以点
为顶点,以
所在平面为底面的三棱锥来计算体积.
试题解析:(1)∵AD∥EF,EF∥BC,∴AD∥BC.
又∵BC=2AD,G是BC的中点,∴AD//BG,
∴四边形ADGB是平行四边形,∴AB∥DG.
∵AB⊄平面DEG,DG⊂平面DEG,∴AB∥平面DEG.
(2)证明:∵EF⊥平面AEB,AE⊂平面AEB,∴EF⊥AE,
又AE⊥EB,EB∩EF=E,EB,EF⊂平面BCFE,∴AE⊥平面BCFE.
过D作DH∥AE交EF于H,则DH⊥平面BCFE.
∵EG⊂平面BCFE,∴DH⊥EG.
∵AD∥EF,DH∥AE,∴四边形AEHD平行四边形,∴EH=AD=2,
∴EH=BG=2,又EH∥BG,EH⊥BE,
∴四边形BGHE为正方形,∴BH⊥EG,
又BH∩DH=H,BH⊂平面BHD,DH⊂平面BHD,∴EG⊥平面BHD.
∵BD⊂平面BHD,∴BD⊥EG.(10分)
(3)∵⊥平面
,EF//AD,∴AD⊥平面
,故三棱锥A-BED的高为AD
∵,∴S△AEB =
=
∴=
S△AEB=
(14分)
如图,已知平行四边形ABCD中,BC=6,正方形ADEF所在平面与平面ABCD垂直,G,H分别是DF,BE的中点.
(1)求证:GH∥平面CDE;
(2)若CD=2,DB=4,求四棱锥F—ABCD的体积.
正确答案
(1)见解析 (2)16
(1)证明 方法一 ∵EF∥AD,AD∥BC,∴EF∥BC.
又EF=AD=BC,∴四边形EFBC是平行四边形,
∴H为FC的中点.
又∵G是FD的中点,∴HG∥CD.
∵HG⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,
∴GH∥平面CDE.
方法二 连接EA,∵ADEF是正方形,
∴G是AE的中点.
∴在△EAB中,GH∥AB.
又∵AB∥CD,∴GH∥CD.
∵HG⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,
∴GH∥平面CDE.
(2)解 ∵平面ADEF⊥平面ABCD,交线为AD,
且FA⊥AD,∴FA⊥平面ABCD.
∵AD=BC=6,∴FA=AD=6.
又∵CD=2,DB=4,CD2+DB2=BC2,∴BD⊥CD.
∵S▱ABCD=CD·BD=8,
∴VF—ABCD=S▱ABCD·FA=
×8
×6=16
.
用总长为14.8 m的钢条做一个长方体容器的框架,如果所制作容器的底面的一边比另一边长0.5 m,那么高为________时容器的容积最大?
正确答案
1.2 m
设容器底面的一边为x,则另一边长为x+0.5,高为3.2-2x,
则V=x(x+0.5)(3.2-2x).V′=-6x2+4.4x+1.6.
令V′=0得x=1.∴x=1时,V取得最大值.
∴高为3.2-2×1=1.2(m)
如图,四面体ABCD中,△ABC与△DBC都是边长为4的正三角形.
(1)求证:BC⊥AD;
(2)试问该四面体的体积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时棱长AD的大小;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)见解析(2)最大值为8,此时棱长AD=2.
(1)证明:取BC的中点E,连结AE,DE,
∵△ABC与△DBC都是边长为4的正三角形,
∴AE⊥BC,DE⊥BC.
∵AE∩DE=E,
∴BC⊥平面AED,AD⊂平面AED,∴BC⊥AD.
(2)由已知得,△AED为等腰三角形,且AE=ED=2,
设AD=x,F为棱AD的中点,
则EF= ,S△AED=
,
V=S△AED·(BE+CE)=
(0<x<4
),
当x2=24,即x=2时,Vmax=8,
∴该四面体存在最大值,最大值为8,此时棱长AD=2.
如图,正三棱柱ABC-A'B'C'中,D是BC的中点,AA'=AB=2
(1)求证:ADB'D;
(2)求三棱锥A'-AB'D的体积。
正确答案
(1)详见解析;(2)体积.
试题分析:(1)在立体几何中证明直线与平面垂直,一般有以下两种方法:一是通过线面垂直来证明;二是用勾股定理来证明.在本题中,证明哪条直线垂直哪个平面?在正三棱柱中,因为
为
中点,所以
,由此可得
平面
,从而
.另外,求出
三边的长,用勾股定理也可证得.
(2)求三棱锥的体积一定要注意顶点的选择.思路一、连结交
于点
,则
为
的中点,所以点
到平面
的距离等于点
到平面
的距离,所以可转化为求三棱锥
即三棱锥
的体积,这样求就很简单了.思路二、转化为求三棱锥
的体积.
试题解析:(1)法一、在正三棱柱中,平面
平面
,平面
平面
,
又因为,
平面,所以
平面
,
又平面
,所以
. 6分
法二、易得由勾股定理得
. 6分
(2)法一、.
法二、. 12分
扫码查看完整答案与解析