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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,PA=2AB=2。

(1)求证:CE∥平面PAB;

(2)求四面体PACE的体积.

正确答案

(1)详见解析;(2)

试题分析:(1)要证CE∥平面PAB,可以转换为证明,而要证明又可转化为(另外也可以转化为线线平行) ;(2)要求四面体PACE的体积,可转换顶点求以E为顶点PAC为底面的三棱锥的体积.

试题解析:(1)法一:取AD得中点M,连接EM,CM.

则EM//PA             1分

因为

所以,      2分

中,

所以,

,所以,MC//AB.  3分

因为 

所以,       4分

又因为

所以,

因为  6分

法二:    延长DC,AB,交于N点,连接PN. 1分

因为

所以,C为ND的中点.                        3分

因为E为PD的中点,所以,EC//PN

因为 

                       6分

(2)法一:由已知条件有;AC=2AB=2,AD=2AC=4,CD= 7分

因为,,所以,            8分

又因为

所以,                       10分

因为E是PD的中点

所以点E平面PAC的距离 ,

所以,四面体PACE的体积 12分

法二:由已知条件有;AC=2AB=2,AD=2AC=4,CD=

因为,

所以,    10分

因为E是PD的中点

所以,四面体PACE的体积      12分

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简答题

如图,在四棱锥PABCD中,PD⊥平面ABCD,AB∥DC,AB⊥AD,BC=5,DC=3,AD=4,∠PAD=60°.

(1)当正视方向与向量的方向相同时,画出四棱锥PABCD的正视图(要求标出尺寸,并写出演算过程);

(2)若M为PA的中点,求证:DM∥平面PBC;

(3)求三棱锥DPBC的体积.

正确答案

(1)见解析  (2)见解析  (3)8

解:(1)在梯形ABCD中,过点C作CE⊥AB,垂足为E.

由已知得,四边形ADCE为矩形,

AE=CD=3,

在Rt△BEC中,

由BC=5,CE=4,

依勾股定理得

BE=3,

从而AB=6.

又由PD⊥平面ABCD,

得PD⊥AD,

从而在Rt△PDA中,

由AD=4,∠PAD=60°,

得PD=4.

正视图如图所示.

(2)取PB中点N,

连接MN,CN.

在△PAB中,

∵M是PA中点,

∴MN∥AB,MN=AB=3,

又CD∥AB,CD=3,

∴MN∥CD,MN=CD,

∴四边形MNCD为平行四边形,

∴DM∥CN.

又DM平面PBC,

CN⊂平面PBC,

∴DM∥平面PBC.

(3)==S△DBC·PD,

又S△DBC=6,PD=4,

所以=8.

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简答题

如图在四棱锥中,底面是矩形,平面,点中点,点边上的任意一点.

(1)当点边的中点时,判断与平面的位置关系,并加以证明;

(2)证明:无论点边的何处,都有

(3)求三棱锥的体积.

正确答案

(1)答案详见解析;(2)答案详见解析;(3).

试题分析:(1)证明直线和平面平行的常用方法有两种:①证明直线和平面内的一条直线平行;②若两个平面平行,则一个平面内的直线平行于另一个平面.本题中,易证,进而证明;(2)要证明直线和直线垂直,往往通过证明直线和平面垂直.本题中,只需证明,因,故只需证明,进而转化为证明,因,故只需证明,显然易证;(3)求四面体体积,难点是确定四面体的高,如果高不易求,可考虑等体积转化,本题中三棱锥的体积可转化为的体积来求.

试题解析:(1)当点边的中点时,∵点中点,∴,又∵,∴.

(2)∵平面,∴,又∵底面是矩形,∴,∴,又∵,∴,又,点中点,∴,又,∴平面10分

(3)作,则平面,且

三棱锥的体积为.14分

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简答题

如图所示,圆锥的轴截面为等腰直角为底面圆周上一点.

(1)若的中点为,求证平面

(2)如果,,求此圆锥的全面积.

正确答案

(1)详见解析;(2).

试题分析:(1)要证平面,即证垂直于平面内的两条相交直线,是已知,转化为证平面,利用母线相等,利用底面半径相等,为中点,证得平面 ,证得,,得证;(2),求出底面半径,以及母线长,根据全面积公式,,求出全面积.

试题解析:解:①连接OC,

∵OQ=OB,C为QB的中点,∴OC⊥QB                        2分

∵SO⊥平面ABQ,BQ平面ABQ

∴SO⊥BQ,结合SO∩OC=0,可得BQ⊥平面SOC

∵OH⊂平面SOC,∴BQ⊥OH,                              5分

∵OH⊥SC,SC、BQ是平面SBQ内的相交直线,

∴OH⊥平面SBQ;                                          6分

②∵∠AOQ=60°,QB=,∴直角△ABQ中,∠ABQ=30°,

可得AB==4 8分

∵圆锥的轴截面为等腰直角△SAB,

∴圆锥的底面半径为2,高SO=2,可得母线SA=2

因此,圆锥的侧面积为S=π×2×2=4π                       10分

∴此圆锥的全面积为S+S=4π+π×22=(4+4)π    12分

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简答题

如图,在长方体中,, 沿平面把这个长方体截成两个几何体: 几何体(1);几何体(2)

(I)设几何体(1)、几何体(2)的体积分为是,求的比值

(II)在几何体(2)中,求二面角的正切值

正确答案

(I)5;(II)

试题分析:(I)先设出边长求长方体的体积,再求几何体(2)的体积,用长方体的体积减去即为几何体(1)的体积分为是。(II) 作于点,连结,可证得,再得,根据二面角平面角的定义可知是二面角的平面角。最后在直角三角形中求的正切值。

试题解析:解(I)设BC=a,则AB=2a,,所以      2分

因为              4分

                     5分

所以        6分

(II)由点C作于点H,连结PH,因为面CQR,面CQR,所以

因为,所以面PCH,又因为面PCH,

所以,所以是二面角的平面角              9分

所以                                 12分

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