- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
已知一个球的内接正方体的表面积为S,那么这个球的半径为 .
正确答案
略
如图,四边形ABCD为矩形,四边形ADEF为梯形,AD//FE,∠AFE=60º,且平面ABCD⊥平面ADEF,AF=FE=AB==2,点G为AC的中点.
(Ⅰ)求证:EG//平面ABF;
(Ⅱ)求三棱锥B-AEG的体积;
(Ⅲ)试判断平面BAE与平面DCE是否垂直?若垂直,请证明;若不垂直,请说明理由.
正确答案
(I)详见解析;(Ⅱ);(Ⅲ)平面BAE⊥平面DCE.证明见解析.
试题分析:(I)取AB中点M,连FM,GM.由题设易得四边形GMFE为平行四边形,从而得EG∥平面ABF;(Ⅱ)显然转化为求三棱锥E-ABG的体积.注意到平面ABCD⊥平面AFED,故作EN⊥AD,垂足为N,则有EN⊥平面ABCD,即EN为三棱锥E-ABG的高.由此即可得其体积;(Ⅲ)为了判断平面BAE、平面DCE是否垂直,首先看看在这两个面中有哪些线是相互垂直的.由平面ABCD⊥平面AFED,四边形ABCD为矩形可得,CD⊥平面AFED,从而 CD⊥AE.另外根据题中所给数据,利用勾股定理可判断ED⊥AE.由此可知,平面BAE⊥平面DCE.
试题解析:(I)证明:取AB中点M,连FM,GM.
∵G为对角线AC的中点,
∴GM∥AD,且GM=AD,
又∵FE∥AD,
∴GM∥FE且GM=FE.
∴四边形GMFE为平行四边形,即EG∥FM.
又∵平面ABF,
平面ABF,
∴EG∥平面ABF. 4分
(Ⅱ)解:作EN⊥AD,垂足为N,
由平面ABCD⊥平面AFED ,面ABCD∩面AFED=AD,
得EN⊥平面ABCD,即EN为三棱锥E-ABG的高.
∵在△AEF中,AF=FE,∠AFE=60º,
∴△AEF是正三角形.
∴∠AEF=60º,
由EF//AD知∠EAD=60º,
∴EN=AE∙sin60º=.
∴三棱锥B-AEG的体积为
. 8分
(Ⅲ)解:平面BAE⊥平面DCE.证明如下:
∵四边形ABCD为矩形,且平面ABCD⊥平面AFED,
∴CD⊥平面AFED,
∴CD⊥AE.
∵四边形AFED为梯形,FE∥AD,且,
∴.
又在△AED中,EA=2,AD=4,,
由余弦定理,得ED=.
∴EA2+ED2=AD2,
∴ED⊥AE.
又∵ED∩CD=D,
∴AE⊥平面DCE,
又面BAE,
∴平面BAE⊥平面DCE. 12分
如图,多面体的直观图及三视图如图所示,
分别为
的中点.
(1)求证:平面
;
(2)求多面体的体积.
正确答案
(1)证明:见解析;(2)多面体的体积
.
试题分析: (1)由多面体的三视图知,三棱柱
中,底面
是等腰
直角三角形,,
平面
,侧面
都是边长为
的正方形.
连结,则
是
的中点,由三角形中位线定理得
,得证.
(2)利用平面
,得到
,
再据⊥
,得到
⊥平面
,从而可得:四边形
是矩形,且侧面
⊥平面
.
取的中点
得到
,且
平面
.利用体积公式计算.
所以多面体的体积
. 12分
试题解析: (1)证明:由多面体的三视图知,三棱柱
中,底面
是等腰
直角三角形,,
平面
,侧面
都是边长为
的
正方形.连结,则
是
的中点,
在△中,
,
且平面
,
平面
,
∴∥平面
. 6分
(2) 因为平面
,
平面
,
,
又⊥
,所以,
⊥平面
,
∴四边形 是矩形,且侧面
⊥平面
8分
取的中点
,
,且
平面
. 10分
所以多面体的体积
. 12分
如图所示,四棱锥中,底面
是边长为
的正方形,侧棱
底面
,且
,
是
的中点.
(1)证明:平面
;
(2)求三棱锥的体积.
正确答案
(1)证明详见解析;(2).
试题分析:(1)要证平面
,由于
平面
,故只须在平面
内找到一条直线与
平行即可,而这一条直线就是平面
与平面的
交线,故连接
,设其交
于点
,进而根据平面几何的知识即可证明
,从而就证明了
平面
;(2)根据已知条件及棱锥的体积计算公式可得
,进而代入数值进行运算即可.
(1)证明:连结,交
于
因为底面为正方形, 所以
为
的中点.又因为
是
的中点,
所以
因为平面
,
平面
, 所以
平面
6分
(2)因为侧棱底面
,所以三棱锥
的高为
,而底面积为
,所以
13分.
如图,在中,
,
,
是
上的高,沿
把
折起,使
.
(1)证明:平面平面
;
(2)设,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)证明见解析 (2)
试题分析:(1)注意折叠前后的不变量,尤其是没有变化的直角,折叠前有AD^BD,AD^CD,折叠后仍然成立,可推得AD^面BCD,进一步可得平面ABD^平面BDC;(2)由(1)可知AD为三棱锥的高,底面三角形为直角三角形,根据体积公式即可求得.
试题解析:(1)∵折起前是
边上的高,
∴当折起后,
, 2分
又, ∴
平面
, 5分
又∵平面
, ∴平面
平面
; 7分
(2)由(1)知,又∵
,
, 10分
由(1)知, 平面
, 又∵
, 14分
15分
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