- 组合体的表面积与体积
- 共1000题
如图,四棱锥中,底面
是菱形,
,
,
,
,
,
是
的中点,
上的点
满足
.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)求三棱锥的体积.
正确答案
(I)详见解析;(Ⅱ) .
试题分析:(Ⅰ)是菱形,
,这是由两个正三角形
构成的菱形,又
是
的中点,
.又
,
.由此可得
平面
.(Ⅱ)
是由正三角形
构成的菱形,又
是
的中点,所以
,所以
.另外根据所给长度,用勾股定理可得
,又
,
,
平面
.又
,所以点F到平面BEC的距离等于
,这样由棱锥的体积公式可得
的体积.
试题解析:(Ⅰ)证明: ,
是
的中点,
. (2分)
,,
,
是正三角形, (3分)
. (4分)
又,
平面
. (5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)和题设知:在中,
,
,
,
. (6分)
,
,满足
,
. (7分)
又,
,
平面
. (8分)
过作
于
,则
,
平面
,
,
. (10分)
. (12分)
如图,已知平面
,四边形
是矩形,
,
,点
,
分别是
,
的中点.
(Ⅰ)求三棱锥的体积;
(Ⅱ)求证:平面
;
(Ⅲ)若点为线段
中点,求证:
∥平面
.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ)详见解析
试题分析:(Ⅰ)因为平面
,所以
为三棱锥
的高。因为
是矩形,所以可求底面
的面积,根据锥体体积公式
可求此三棱锥的体积。(Ⅱ)根据
平面
,四边形
是矩形,可证得
平面
,从而可得
,再根据等腰三角形中线即为高线可得
,根据线面垂直的判定定理可得
平面
。(Ⅲ)连结
交
于
,可证得
为
中点,由中位线可证得
∥
,再由线面平行的判定定理可证得
∥平面
。
试题解析:(Ⅰ)解:因为平面
,
所以为三棱锥
的高. 2分
,
所以. 4分
(Ⅱ)证明:因为平面
,
平面
,所以
,
因为,
所以
平面
因为平面
, 所以
. 6分
因为,点
是
的中点,所以
,又因为
,
所以平面
. 8分
(Ⅲ)证明:连结交
于
,连结
,
.
因为四边形是矩形,所以
,且
,
又,
分别为
,
的中点, 所以四边形
是平行四边形,
所以为
的中点,又因为
是
的中点,
所以∥
, 13分
因为平面
,
平面
,
所以∥平面
. 14分
如图,长方体中,
为线段
的中点,
.
(Ⅰ)证明:⊥平面
;
(Ⅱ)求点到平面
的距离.
正确答案
(Ⅰ)略;(Ⅱ) 1
试题分析:(Ⅰ)由勾股定理可证,由线面垂直可得
,则根据线面垂直的定义可证得
⊥平面
。(Ⅱ)由体积转化法可求
到平面
的距离,即
。
试题解析:(Ⅰ),
, 2分
为
中点,
,
,
. 4分
又
⊥平面
6分
(Ⅱ)设点
到
的距离为
,
8分
由(Ⅰ)知⊥平面
,
10分
12分
如图,ABEDFC为多面体,平面ABED与平面ACFD垂直,点O在线段AD上,OA=1,OD=2,△OAB,△OAC,△ODE,△ODF都是正三角形.
(1)证明直线BC∥EF;
(2)求棱锥FOBED的体积.
正确答案
(1)见解析 (2)
(1)证明:如图所示,设G是线段DA延长线与线段EB延长线的交点.由于△OAB与△ODE都是正三角形,且OD=2,
所以OBDE,
OG=OD=2.
同理,设G′是线段DA延长线与线段FC延长线的交点,有OCDF,OG′=OD=2.
又由于G和G′都在线段DA的延长线上,
所以G与G′重合.
在△GED和△GFD中,
由OBDE和OC
DF,
可知B、C分别是GE和GF的中点,
所以BC是△GEF的中位线,故BC∥EF.
(2)解:由OB=1,OE=2,∠EOB=60°,
知S△OBE=,
而△OED是边长为2的正三角形,
故S△OED=.
所以S四边形OBED=S△OBE+S△OED=.
过点F作FQ⊥AD,交AD于点Q,
由平面ABED⊥平面ACFD知,FQ就是四棱锥FOBED的高,且FQ=
,
所以=
FQ·S四边形OBED=
.
如图,已知在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是边长为4的正方形,△PAD是正三角形,平面PAD⊥平面ABCD,E,F,G分别是PD,PC,BC的中点.
(1)求证:平面EFG⊥平面PAD;
(2)若M是线段CD上一点,求三棱锥M﹣EFG的体积.
正确答案
(1)详见解析;(2).
试题分析:(1)要证明面面垂直,只需在一个平面内找到另一平面的一条垂线.由已知平面平面
,且
,可证
平面
,再根据
是中位线,可证
,从而
平面
,进而再证平面
平面
,该题实质是先找到面
的一条垂线
,再将
平移到面
内;
(2)点是线段
的动点,考虑到
和
到面
的距离相等,故
,再结合第(1)问结果,取
的中点
连接
,据面面垂直的性质,点
到
的距离就是三棱锥
的高,再求
,进而求体积.
试题解析:(1)∵平面平面
,平面
平面
,
平面
,
,
平面
,又
中,
分别是
的中点,
,可得
平面
,
平面
,∴平面
平面
;
(2),
平面
,
平面
,
平面
,因此
上的点
到平面
的距离等于点
到平面
的距离,∴
,取
的中点
连接
,则
,
平面
,
平面
,∴
,于是
,
∵平面平面
,平面
平面
,
是正三角形,∴点
到平面
的距离等于正
的高,即为
,因此,三棱锥M﹣EFG的体积
=
=
.
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