- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
如图在长方体中,
,
,
,点
为
的中点,点
为
的中点.
(1)求长方体的体积;
(2)若,
,
,求异面直线
与
所成的角.
正确答案
(1) ;(2)
.
试题分析:(1)长方体的体积等于从同一顶点出发的三条棱长的乘积,这里只有两条棱长,另外一条线段是对角线,可根据对角线的计算公式(
是三条棱长,
是对角线长)求得第三条棱长;(2)求异面直线所成的角,必须通过作平行线作出它们所成的角,而一般情况下,都是过其中一条直线上的一点作另一条的平行线,本题中只要取
中点
,联接
,可证
∥
,从而
(或其补角)就是所示异面直线所成的角,在
可解得.
试题解析:(1) 连、
.
是直角三角形,
. 1分
是长方体,
,
,又
,
平面
,
.
又在中,
,
,
, 4分
6分
(2)取的中点
,连
、
.
,
四边形
为平行四边形,
,
等于异面直线
与
所成的角或其补角. 8分
,
,
,得
,
,
, 10分
,
.
异面直线
与
所成的角等于
12分
一个凸多面体的三视图如图所示,则这个凸多面体的体积是__ __。
正确答案
略
在三棱锥P-ABC中侧棱PA,PB,PC两两垂直,Q为底面△ABC内一点,若点Q到三个侧面的距离分别为3,4,5,则过点P和Q的所有球中,表面积最小的球的表面积为 .
正确答案
根据题意:点Q到三个侧面的垂线与侧棱PA、PB、PC围成一个棱长为3、4、5的长方体,
则其外接球的直径即为PQ且为长方体的体对角线.过点P和Q的所有球中,以PQ为直径的球的表面积最小,2r=∴r=
,由球的表面积公式得:S=4πr2=50π
在四面体ABCD中,,则四面体的外接球的体积为 ▲ .
正确答案
略
在直角梯形ABCD中,AB∥CD,AD⊥AB,CD=2AB=4,AD=,E为CD的中点,将△BCE沿BE折起,使得CO⊥DE,其中垂足O在线段DE内.
(1)求证:CO⊥平面ABED;
(2)问∠CEO(记为θ)多大时,三棱锥C-AOE的体积最大,最大值为多少.
正确答案
(1)见解析(2),
(1)在直角梯形ABCD中,
CD=2AB,E为CD的中点,则AB=DE,
又AB∥DE,AD⊥AB,可知BE⊥CD.
在四棱锥C-ABED中,BE⊥DE,BE⊥CE,CE∩DE=E,CE,DE⊂平面CDE,
则BE⊥平面CDE.又BE⊂平面ABED,
所以平面ABED⊥平面CDE,
因为CO⊂平面CDE,
又CO⊥DE,且DE是平面ABED和平面CDE的相交直线,
故CO⊥平面ABED.
(2)由(1)知CO⊥平面ABED,
所以三棱锥C-AOE的体积V=S△AOE×OC=
×
×OE×AD×OC.
由直角梯形ABCD中,CD=2AB=4,AD=,CE=2.
得在三棱锥C-AOE中,
OE=CEcos θ=2cos θ,OC=CEsin θ=2sin θ,
V=sin 2θ≤
,
当且仅当sin 2θ=1,θ∈,即θ=
时取等号(此时OE=
<DE,O落在线段DE内),
故当θ=时,三棱锥C-AOE的体积最大,最大值为
.
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