- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
在中,AB=2BF=4,C,E分别是AB,AF的中点(如下左图).将此三角形沿CE对折,使平面AEC⊥平面BCEF(如下右图),已知D是AB的中点.
(1)求证:CD∥平面AEF;
(2)求证:平面AEF⊥平面ABF;
(3)求三棱锥C-AEF的体积,
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3).
试题分析:(1)求证:平面
,证明线面平行,即证线线平行,可利用三角形的中位线,或平行四边形的对边平行,本题由于
是
的中点,由图可知,利用中位线比较麻烦,可考虑利用平行四边形的对边平行,取
中点
,连结
,则
是
的中位线,
,又
,故,四边形
是平行四边形,从而得
平面
.(2)求证:平面
平面
,证明面面垂直,只需证明线面垂直,由平面图知
,这样可得
平面
,从而
,得
,
中
,
为
的中点,所以
,故
平面
,从而得证;(3)求三棱锥
的体积,可转化为求三棱锥
的体积.
试题解析:(1)取中点
,连结
,因为
分别是
的中点,
所以 是
的中位线,
,且
,四边形
是平行四边形,所以
,又
平面
,且
平面
,
平面
;..........4分
由左图知,
平面
,又且右图中
平面
,
所以四边形
为矩形,则
,
中
,
为
的中点,
所以且
,所以
平面
,又
平面
,平面
平面
,由左图知
,又面AEC⊥平面BCEF,且AEC
平面BCEF=CE,
平面
,即AC为三棱锥
的高,
在直三棱柱中,
,
,求:
(1)异面直线与
所成角的大小;
(2)四棱锥的体积.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)求异面直线所成的角,就是根据定义作出这个角,当然异面直线的平移,一般是过其中一条上的一点作另一条的平行线,特别是在基本几何体中,要充分利用几何体中的平行关系寻找平行线,然后在三角形中求解,本题中∥
,
就是我们要求的角(或其补角);(2)一种方法就是直接利用体积公式,四棱锥
的底面是矩形
,下面要确定高,即找到底面
的垂线,由于是直棱柱,因此侧棱
与底面垂直,从而
,题中又有
,即
,从而
,故
就是底面的垂线,也即高.
试题解析:(1)因为,所以
(或其补角)是异面直线
与
所成角. 1分
因为,
,所以
平面
,所以
. 3分
在中,
,所以
5分
所以异面直线与
所成角的大小为
. 6分
(2)因为
所以平面
9分
则 12分
如图所示,在四棱锥中,底面
为矩形,
平面
,点
在线段
上,
平面
.
(1)证明:平面
.;
(2)若,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)见解析(2)
试题分析:(1)要证平面
,需证
与平面
内的两条相交直线都垂直,
由平面
,可证
,由
平面
,可证
.根据线面垂直的判定定理,
可证平面
.(2)设矩形
的对角线的交点为
,连结
,由(1)的结论可知
平面
,从而有
,所以矩形
为正方形,边长为2;由
平面
,知
,因此
与
相似,可确定
的各边长,然后由
求三棱锥
的体积.
试题解析:(1)∵PA⊥平面ABCD,
∴PA⊥BD.
∵PC⊥平面BDE,
∴PC⊥BD.
又PA∩PC=P,∴BD⊥平面PAC. 6分
(2)如图,设AC与BD的交点为O,连结OE.
∵PC⊥平面BDE,∴PC⊥OE.
由(1)知,BD⊥平面PAC,∴BD⊥AC,
由题设条件知,四边形ABCD为正方形.
由AD=2,得AC=BD=2,OC=
.
在Rt△PAC中,PC==
=3.
易知Rt△PAC∽Rt△OEC,
∴=
=
,即
=
=
,∴OE=
,CE=
.
∴VE-BCD=S△CEO·BD=
·
OE·CE·BD=
·
·
·2
=
. 13分
如图,在多面体ABCDEF中,底面ABCD是边长为2的正方形,四边形BDEF是矩形,平面BDEF⊥平面ABCD,BF=3,G和H分别是CE和CF的中点.
(Ⅰ)求证:AC⊥平面BDEF;
(Ⅱ)求证:平面BDGH//平面AEF;
(Ⅲ)求多面体ABCDEF的体积.
正确答案
(Ⅰ)答案详见解析;(Ⅱ)答案详见解析;(Ⅲ).
试题分析:(Ⅰ)∵平面平面
,且
,由面面垂直的性质定理知
平面
,该题还可以利用线面垂直的判定定理证明,先证
平面
,得
,又
,进而证明
平面
;(Ⅱ)要证明面面平行,需寻求两个线面平行关系,由
,得
平面
;设
,连接
,则
,从而
平面
,进而证明平面
平面
;(Ⅲ)对于不规则几何体的体积问题,可以采取割补的办法,将之转化为规则的几何体来求,所求几何体的体积等于
.
试题解析:(Ⅰ)证明:因为四边形是正方形,所以
.
又因为平面平面
,平面
平面
,且
平面
,
所以平面
.
(Ⅱ)证明:在中,因为
分别是
的中点,所以
,又因为
平面
,
平面
,所以
平面
.设
,连接
,在
中,因为
,
,所以
,又因为
平面
,
平面
,所以
平面
.
又因为,
平面
,所以平面
平面
.
(Ⅲ)解:由(Ⅰ),得平面
,
,四边形
的面积
,
所以四棱锥的体积
.同理,四棱锥
的体积
.
所以多面体的体积
如图,在三棱柱中,侧棱
底面
,
为
的中点,
.
(1)求证:平面
;
(2)若,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)详见解析;(2)1.
试题分析:(1)通过证明线线平行,线面平行的判定定理,在面中找到平行于
的线,连接
,设
与
相交于点
,连接
,证
即证;
(2)通过等体积转化=
试题解析:证明:(1)连接,设
与
相交于点
,连接
. 1分
∵ 四边形是平行四边形,∴点
为
的中点.
∵为
的中点,∴
为△
的中位线,
∴ . 4分
∵平面
,
平面
,
∴平面
. 6分
解:(2)∵三棱柱,∴侧棱
,
又∵底面
,∴侧棱
,
故为三棱锥
的高,
, 8分
10分
12分
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