- 立体几何与空间向量
- 共2637题
如图,几何体中,
为边长为
的正方形,
为直角梯形,
,
,
,
,
。
(1)求异面直线和
所成角的大小;
(2)求几何体的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)解法一:在的延长线上延长至点
使得
,连接
.
由题意得,,
,
平面
,
∴平面
,∴
,同理可证
面
.
∵ ,
,
∴为平行四边形,
∴.
则(或其补角)为异面直线
和
所成的角.
由平面几何知识及勾股定理可以得
在中,由余弦定理得
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和
所成的角为
,
解法二:
同解法一得所在直线相互垂直,故以
为原点,
所在直线
分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
可得,
∴ ,
得.
设向量夹角为
,则
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和
所成的角为
,
(2)
如图,连结,过
作
的垂线,垂足为
,则
平面
,且
∵
.
∴ 几何体的体积为
知识点
在长方体中,
,
分别是所在棱
的中点,点
是棱
上的动点,联结
,如图所示。
(1)求异面直线所成角的大小(用反三角函数值表示);
(2)求以为顶点的三棱锥的体积。
正确答案
(1)(2)2
解析
联结,在长方体
中,有
.
又是直角三角形
的一个锐角,
∴就是异面直线
所成的角.
由,可算得
.
∴,即异面直线
所成角的大小为
.
(2)由题意可知,点到底面
的距离与棱
的长相等。
∴。
∵,
∴
知识点
把正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,对于下面结论:①AC⊥BD;②CD⊥平面ABC;③AB与BC成600角;④AB与平面BCD成450角。则其中正确的结论的序号为
正确答案
解析
略
知识点
如图,四棱锥的底面是正方形,
平面
,
,
(1)求证:;
(2)求异面直线与
所成的角的大小.
正确答案
见解析
解析
(1)∵⊥平面
平面
∴CD⊥SD
又四边形ABCD是正方形,∴CD⊥AD
∴CD⊥平面SDA
平面
∴SA⊥CD.
(2)∵‖CD
∴或其补角是异面直线
与
所成角
由(1),BA⊥平面SDA,∴△SAB是直角三角形.
故异面直线SB与CD所成角的大小为.
知识点
如图,在直三棱柱中,
,
,
,点
是
的中点.四面体
的体积是
,求异面直线
与
所成的角。
正确答案
(或
)
解析
直三棱柱中
所以为异面直线
与
所成的角(或其补角)
直三棱柱中
得
由点是
的中点得
直三棱柱中
中
所以(或
)
所以异面直线与
所成的角为
(或
)
知识点
已知函数是
上的奇函数,且
的图象关于直线
对称,当
时,
,则
.
正确答案
-1
解析
略
知识点
某单位从一所学校招收某类特殊人才,对位已经选拔入围的学生进行运动协调能力和逻辑思维能力的测试,其测试结果如下表:
例如表中运动协调能力良好且逻辑思维能力一般的学生是人,由于部分数据丢失,只知道从这
位参加测试的学生中随机抽取一位,抽到逻辑思维能力优秀的学生的概率为
。
(1)求,
的值;
(2)从运动协调能力为优秀的学生中任意抽取位,求其中至少有一位逻辑思维能力优秀的学生的概率。
正确答案
(1);
(2)
解析
(1)由题意可知,逻辑思维能力优秀的学生共有人。
设事件:从
位学生中随机抽取一位,逻辑思维能力优秀的学生,
则。解得
,所以
。 …………………5分
(2)由题意可知,运动协调能力为优秀的学生共有位,分别记为
。其中
和
为运动协调能力和逻辑思维能力都优秀的学生.
从中任意抽取位,可表示为
,
,
,
,共
种可能。
设事件:从运动协调能力为优秀的学生中任意抽取
位,其中至少有一位逻辑思维能力优秀的学生。
事件包括
,
,
,
,共
种可能。
所以。
所以至少有一位逻辑思维能力优秀的学生的概率为。 ……………………………13分
知识点
已知正方体的棱长为
.
(1)求异面直线与
所成角的大小;
(2)求四棱锥的体积.
正确答案
(1)(2)
解析
(1)因为 ,
直线
与
所成的角就是异面直线
与
所成角.
又为等边三角形,
异面直线
与
所成角的大小为
.
(2)四棱锥的体积
知识点
如图,在直三棱柱中,
,
,
,点
分别在棱
上,且
。
(1)求三棱锥的体积;
(2)求异面直线与
所成的角的大小。
正确答案
(1)(2)
解析
(1)
(2)连接,由条件知
,所以
就是异面直线
与
所成的角。
在中,
,所以
,
所以异面直线与
所成的角为
。
知识点
如图,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4,,
(1)
(2)求异面直线BE与AF所成的角;
(3)求该几何体的表面积。
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图所示的长方体中,底面
是边长为
的正方形,
为
与
的交点,
,
是线段
的中点。
(1)求证:平面
;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)
连结,如图,
∵、
分别是
、
的中点,
是矩形,
∴四边形是平行四边形,
∴。
∵平面
,
平面
,
∴平面
。
(2)解法1 连结,∵正方形
的边长为2,
,∴
,
,
,则
,
∴。
又∵在长方体中,
,
,且
,
∴平面
,又
平面
,
∴,又
,
∴平面
,即
为三棱锥
的高。
∵,
∴。
解法2: 三棱锥是长方体
割去三棱锥
、三棱锥
、三棱锥
、三棱锥
后所得,而三棱锥
、
、
、
是等底等高,故其体积相等。
。
知识点
四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上。
(1)求证:平面AEC⊥平面PDB
(2)当PD=且E为PB的中点时,求AE与平面PDB所成角的大小。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:∵AC,BD是正方形ABCD的对角线
∴AC⊥BD
∵PD⊥底面ABCD,AC面ABCD
∴PD⊥AC
∵PD∩BD=P
∴AC⊥面PDB
又∵AC面ACE
∴面ACE面PDB
(2)设AC与BD交于一点O,连接EO
由上题知:AC⊥面PDB
∴EO是斜线AE在平面PDB内的射影,AO⊥EO
即为AE与平面PDB所成的角
在中,E、O分别是PD、BD的中点
∴
在边长为1的正方形ABCD中,AO==
∴是等腰直角三角形
∴,即AE与平面PDB所成角为
知识点
如图,已知边长为8米的正方形钢板有一个角锈蚀, 其中米,
米. 为了合理利用这块钢板,将在五边 形
内截取一个矩形块
,使点
在边
上. 则矩形
面积的最大值为____ 平方米 。
正确答案
48
解析
略
知识点
如图,四棱锥P—ABCD中,PA平面ABCD,△ABC是正三角形,AC与BD的交点M是AC的中点,PA=AB=4,
CAD=30o,点N在线段PB上,且
=3。
(1)求证:MN//平面PDC;
(2)求三棱锥N—PAC的体积。
正确答案
见解析。
解析
知识点
、
为两个确定的相交平面,a、b为一对异面直线,下列条件中能使a、b所成的角为定值的有 ( )
(1)a∥,b
(2)a⊥,b∥
(3)a⊥,b⊥
(4)a∥,b∥
,且a与
的距离等于b与
的距离
正确答案
解析
由题意知(3)满足条件,∴有一个。
知识点
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