- 组合体的表面积与体积
- 共1000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
与
(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
在中,
所以,
而,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
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P
ABCD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
.
如图在四棱锥中,底面
是矩形,
平面
,
,点
是
中点,点
是
边上的任意一点.
(1)当点为
边的中点时,判断
与平面
的位置关系,并加以证明;
(2)证明:无论点在
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
面
;(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
面
,因
,故只需证明
,进而转化为证明
面
,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)当点为
边的中点时,∵点
是
中点,∴
,又∵
面
,
面
,∴
面
.
(2)∵平面
,∴
,又∵底面
是矩形,∴
,
,∴
面
,又∵
面
,∴
,又
,点
是
中点,∴
,又
,∴
面
.
平面
,
10分
(3)作∥
交
于
,则
平面
,且
三棱锥
的体积为
.14分
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侧=π×2×2=4
π 10分
∴此圆锥的全面积为S侧+S底=4π+π×22=(4+4
)π 12分
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
与
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
而
所以 12分
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