- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
如图,已知一四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,且侧棱PC⊥底面ABCD,且PC=2,E是侧棱PC上的动点
(1)求四棱锥P-ABCD的体积;
(2)证明:BD⊥AE。
(3)求二面角P-BD-C的正切值。
正确答案
(1);(2)见解析;(3)
.
试题分析:(1)根据四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,侧棱PC⊥底面ABCD,知高为PC="2." 应用体积计算公式即得;
(2)连结AC,根据ABCD是正方形,得到BD⊥AC ,由PC⊥底面ABCD 得到BD⊥PC,推出BD⊥平面PAC;由于不论点E在何位置,都有AE平面PAC,故得BD⊥AE;
(3)设相交于
,连
,可知
是二面角P-BD-C的的一个平面角,计算其正切即得二面角P-BD-C的正切值.
试题解析:(1)该四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,
侧棱PC⊥底面ABCD,且PC="2."
∴ 4分
(2)连结AC,∵ABCD是正方形
∴BD⊥AC ∵PC⊥底面ABCD 且平面
∴BD⊥PC
又∵∴BD⊥平面PAC
∵不论点E在何位置,都有AE平面PAC
∴BD⊥AE 8分
(3)设相交于
,连
,由四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PC⊥底面ABCD知,
是二面角P-BD-C的的一个平面角,
,即二面角P-BD-C的正切值为
.
在如图所示的多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,且AC=AD=CD=DE=2,AB=1.
(1)请在线段CE上找到点F的位置,使得恰有直线BF∥平面ACD,并证明这一结论;
(2)求多面体ABCDE的体积.
正确答案
(1)见解析 (2)
(1)如图所示,由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥ED,
设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,连接BF、FH、AH,则FH=ED,又AB=
ED,
∴FH=AB,
∴四边形ABFH是平行四边形,∴BF∥AH,
又因为BF⊄平面ACD,AH⊂平面ACD,
∴BF∥平面ACD.
(2)取AD中点G,连接CG.
因为AB⊥平面ACD,∴CG⊥AB,又CG⊥AD,
∴CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C—ABED的高,求得CG=,
∴VC—ABED=·
·2·
=
.
如图,在三棱锥中,
和
都是以
为斜边的等腰直角三角形,
分别是
的中点.
(1)证明:平面//平面
;
(2)证明:;
(3)若,求三棱锥
的体积.
正确答案
(1)证明过程详见试题解析;(2)证明过程详见试题解析;(3).
试题分析:(1)要证明平面//平面
,就是要在一个平面内找两条相交直线平行另一个平面,从题目所给出的条件可以容易得到在平面
中,
,从而得到平面
//平面
;(2)要证明
,可取
的中点
,连结
,由条件得到
,由于
,所以有
;(3)由于
,所以求三棱锥
的体积可以转化成求
和
,而
和
即可整合成
,所以求得
,可得所求体积为
.
试题解析:(1)证明:∵ E、F分别是AC、BC的中点,
∴
∵
∴
∵
∴
(2)证明:取的中点
,连结
、
,
∵ △和△
都是以
为斜边的等腰直角三角形,
∴
∵
∴
∵
∴
(3)解:在等腰直角三角形中,
,
是斜边
的中点,
∴
同理.
∵
∴ △是等边三角形,
∴
∵
所以
在三棱锥中,
是边长为
的正三角形,平面
⊥平面
,
,
、
分别为
、
的中点.
(Ⅰ)证明:⊥
;
(Ⅱ)求三棱锥的体积.
正确答案
(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).
试题分析:(Ⅰ)证明:⊥
,证明两线垂直,只需证明一线垂直另一线所在的平面,从图上看现有的平面都不满足,需重新构造,注意到
,
是边长为
的正三角形,可考虑取
中点
,连结
,
,这样易证
平面
,从而可得
;(Ⅱ)求三棱锥
的体积,在这里
的面积不容易求,且B到平面
的距离也不易求,故可等体积转化,换为求三棱锥
的体积,由题意,
,
为
的中点,故
到平面
的距离就等于点
到平面
的距离的
,从而可得三棱锥
的体积.
试题解析:(Ⅰ)证明:如图,取中点
,连结
,
.
∵,∴
. 2分
又∵是正三角形, ∴
.
∵ ,
∴⊥平面
. 4分
又在平面
内,∴
⊥
. 6分
(Ⅱ)∵是
的中点,
∴. 8分
∵平面⊥平面
,
,∴
平面
.
又∵,
,∴
,即点
到平面
的距离为1.
∵是
的中点,∴点
到平面
的距离为
. 10分
∴. 12分
在直三棱柱中,
分别是
的中点.
(1)求证:平面
;
(2)求多面体的体积.
正确答案
(1)详见解析;(2)
试题分析:(1)连接,根据中位线可得
,再根据线面平行的判定定理证
平面
。(2)转化为以
为顶点,根据棱锥体积公式可直接求得。
试题解析:(1)证:连接,由
分别是
的中点
3分
平面
,
平面
, 5分
平面
6分
(2) 三棱柱是直三棱柱,
, 8分
又是
的中点.
9分
10分
12分
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