- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
如图,底面边长为a,高为h的正三棱柱ABC-A1B1C1,其中D是AB的中点,E是BC的三等分点.求几何体BDEA1B1C1的体积.
正确答案
a2h.
学生错解:解∵BD=,BE=
,∠DBE=60°,
∴S△DBE=BD·BEsin∠DBE=
a2,S△A1B1C1=
·A1B1·B1C1sin60°=
a2.
由棱台体积公式得
VBDEA1B1C1=h(S△BDE+S△A1B1C1+
)
=h
=
a2h.
审题引导:(1)弄清组合体的结构,这里几何体DBEA1B1C1不是棱台,也可补上一个三棱锥使之成为一个三棱台;(2)运用体积公式进行计算.
规范解答:
解:如图,取BC中点F,连结DF、C1D、C1E、C1F,得正三棱台DBFA1B1C1及三棱锥C1DEF.
∵S△A1B1C1=a2,S△DBF=
S△ABC=
a2,(4分)
∴VDBFA1B1C1=h(S△DBF+S△A1B1C1+
)
=h(
a2+
a2+
)=
a2h.(8分)
∴VC1DEF=a2=
a2h,(10分)
∴VBDEA1B1C1=VDBFA1B1C1VC1DEF=a2h-
a2h=
a2h.(14分)
错因分析:没有弄清所给几何体的结构,几何体DBEA1B1C1不是棱台.
已知球的直径SC=4,A,B是该球球面上的两点,AB=2,∠ASC=∠BSC=45°,则棱锥S-ABC的体积为________.
正确答案
如图所示,由题意知,在棱锥S-ABC中,△SAC,△SBC都是等腰直角三角形,其中AB=2,SC=4,SA=AC=SB=BC=2.取SC的中点D,易证SC垂直于面ABD,因此棱锥SABC的体积为两个棱锥S-ABD和C-ABD的体积和,所以棱锥S-ABC的体积V=
SC·S△ADB=
×4×
=
如图,为圆
的直径,点
.
在圆
上,且
,矩形
所在的平面和圆
所在的平面互相垂直,且
,
.
(1)设的中点为
,求证:
平面
;
(2)求四棱锥的体积.
正确答案
(1)证明详见解析;(2).
试题分析:(1)要证平面
,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证
与平面
内一直线平行即可,设
的中点为
,则
为平行四边形,则
,又
平面
,
不在平面
内,满足定理所需条件;(2)过点
作
于
,根据面面垂直的性质可知
平面
,
即正
的高,然后根据三棱锥的体积公式进行求解即可.
试题解析:(1)设的中点为
,则
又,∴
∴为平行四边形∴
又平面
,
平面
∴平面
(2)过点作
于
平面
平面
,∴
平面
,
即正
的高
∴∴
∴.
在四棱锥中,
,
,
平面
,
为
的中点,
.
(1)求四棱锥的体积
;
(2)若为
的中点,求证:平面
平面
;
(3)求二面角的大小.
正确答案
1)解:在中,
,
,∴
,
……1分
在中,
,
,∴
,
…………2分
∴…………3分
则…………………………………………4分
(2)解法一∵平面
,∴
…………………………5分
又,
, …………………………6分
∴平面
………………………7分
∵、
分别为
、
中点,
∴ ∴
平面
………………………8分
∵平面
,∴平面
平面
……9分
(3)解法一:取的中点
,连结
,则
,
∴平面
,过
作
于
,连接
,…10分
∵AC,
,且
,∴
…11分
则为二面角
的平面角。 ……12分
∵为
的中点,
,
,
∴,又
, ……13分
∴,故
即二面角的大小为300……………14分
(2)解法二:建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz ………………5分
A(0,0,0) B(1,0,0)
……6分
,
,
…7分
设平面AEF的一个法向量为
由 取
,得x=1,即
…8分
又平面PAC的一个法向量为 ……9分
∴平面
平面
……10分
(3)解法二:易知平面ACD的一个法向量为 ……11分
设平面AEF的一个法向量为
由,取
,得
,
…12分
……13分
∴结合图形知二面角的大小为300……………14分
本题考查用分割法求出棱锥的底面积,直线与平面垂直的判定以及求二面角的大小的方法.
(Ⅰ)把四边形面积分成2个直角三角形面积之和,代入棱锥体积公式进行计算.
(Ⅱ)先证 CD⊥平面PAC,由三角形中位线的性质得EF∥CD,得到EF⊥平面PAC,从而证得平面PAC⊥平面AEF.
(Ⅲ)由三垂线定理作出∠EQM为二面角E-AC-D的平面角,并证明之,解直角三角形EQM,求出∠EQM的大小.
由曲线y=|x|,y=-|x|,x=2,x=-2同成的封闭图形绕y轴旋转一周所得的旋转体的体积为V,则V=__________.
正确答案
略
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