- 立体几何与空间向量
- 共2637题
已知某个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积是 。
正确答案
6
解析
由已知中的三视图可得
该几何体是一个以俯视图为底面,
以2为高的四棱锥
故这个几何体的体积V=Sh=
•3×3×2=6
故答案为:6
知识点
如图,已知平面平面
,四边形
为矩形
,四边形
为直角梯形,
,
.
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求四棱锥的体积.
正确答案
见解析
解析
知识点
如图,四边形为正方形,
平面
,
,
.
(1)求证:;
(2)若点在线段
上,且满足
, 求证:
平面
;
(3)试判断直线
与平面
是否垂直?若垂直,请给出证明;若不垂直,请说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)因为,所以
与
确定平面
,
因为平面
,所以
. ………2分
由已知得且
,
所以平面
.………3分
又
平面
,
所以. ………4分
(2)过作
,垂足为
,连结
,则
. .………5分
又,所以
.
又且
,所以
.
.………6分
且,所以四边形
为平行四边形.
………7分
所以.
又平面
,
平面
,
所以平面
. ………9分
(3)直线垂直于平面
. ………10分
证明如下:
由(1)可知,.
在四边形中,
,
,
所以,则
.
设,因为
,故
则,即
. ………12分
又因为,所以
平面
. ………13分
知识点
如图,五面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,面ABF是等边三角形,棱EF//BC,且EF=BC。
(1)证明:EO//面ABF;
(2)若EF=EO,证明:平面EFO平面ABE。[来源:学科网]
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图,正方形ABCD和直角梯形ABMN所在平面相互垂直,AN//BM,∠ABM=90°,AN=AD=为MC中点.
(1)证明NP//面ABCD;
(2)证明:MN⊥NC;
(3)求三棱锥M—BPN的体积.
正确答案
见解析。
解析
知识点
在如图所示的几何体中,是边长为2的正三角形,
平面ABC,平面
平面ABC,BD=CD,且
(1)AE//平面BCD;
(2)平面BDE平面CDE.
正确答案
见解析
解析
(1)
取的中点
,连接
、
,由已知可得
,
,
.
又因为平面⊥平面
,
所以平面
…………2分
因为平面
,
所以∥
…………4分
又因为平面
,
平面
所以∥平面
. …………6分
(2)由(1)知∥
,又
,
,
所以四边形是平行四边形,则有
∥
.
因为平面
,
所以平面
. …………8分
又平面
,所以
由已知,
则平面
……………………………………………………10分
因为平面
,
所以平面⊥平面
. ……………………………………………………12分
(也可利用勾股定理证明题中的垂直关系.)
知识点
在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形,
,
平面
,
,
,
,
,且
是
的中点。
(1)求证:平面
;
(2)在上是否存在一点
,使得
最大?若存在,请求出
的正切值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:取的中点
,连接
.
在中,
是
的中点,
是
的中点,
所以. ……………2分
又因为,
所以且
.
所以四边形为平行四边形,
所以. ………………4分
又因为平面
,
平面
,
故平面
.……………………6分
(2)解:假设在上存在一点
,使得
最大。
因为平面
,所以
.
又因为,所以
平面
.………………………8分
在中,
.
因为为定值,且
为锐角,则要使
最大,只要
最小即可。
显然,当时,
最小.
因为,所以当点
在点
处时,使得
最大。 …………11分
易得=
.
所以的正切值为
. ……………………13分
知识点
如图1所示,在Rt△ABC中,AC =6,BC =3,∠ABC= ,CD为∠ACB的角平分线,点E在线段AC上,且CE=4.如图2所示,将△BCD沿CD折起,使得平面BCD⊥平面ACD,连接AB,设点F是AB的中点。
(1)求证:DE⊥平面BCD;
(2)若EF∥平面BDG,其中G为直线AC与平面BDG的交点,求三棱锥的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)在图1中,因为AC=6,BC=3,所以,
。
因为CD为∠ACB的角平分线,所以,
,(2分)
因为CE=4,,由余弦定理可得
,
即,解得DE=2。
则,所以
,DE⊥DC,(4分)
在图2中,因为平面BCD⊥平面ACD,平面BCD平面ACD= CD,DE
平面ACD,且DE⊥DC,所以DE⊥平面BCD,(6分)
(2)
在图2中,因为EF∥平面BDG,EF平面ABC,
平面ABC平面BDG= BG,所以EF//BG。
因为点E在线段AC上,CE=4,点F是AB的中点,
所以AE=EG=CG=2,(8分)
作BH⊥CD于点H,因为平面BCD⊥平面ACD,
所以BH⊥平面ACD。
由已知可得,(10分)
,
所以三棱锥的体积
,(12分)
知识点
已知直线m,l,平面α,β,且m⊥α,l⊂β,给出下列命题:
①若α∥β,则m⊥l;②若α⊥β,则m∥l;
③若m⊥l,则α∥β④若m∥l,则α⊥β
其中正确命题的个数是( )
正确答案
解析
(1)中,若α∥β,且m⊥α⇒m⊥β,又l⊂β⇒m⊥l,所以①正确。
(2)中,若α⊥β,且m⊥α⇒m∥β,又l⊂β,则m与l可能平行,可能异面,所以②不正确。
(3)中,若m⊥l,且m⊥α,l⊂β⇒α与β可能平行,可能相交,所以③不正确。
(4)中,若m∥l,且m⊥α⇒l⊥α又l⊂β⇒α⊥β,∴④正确,故选B。
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,平面平面ABCD,AB=AD,
,E,F分别是AP,AB的中点.
求证:(1)直线EF//平面PBC;
(2)平面DEF平面PAB.
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图,矩形中,
平面
为
上的点,且
平面
,
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求三棱锥的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:∵平面
,
,∴
平面
,∴
.
又∵平面
, ∴
,
∵,∴
(2)证明:连结,∵
平面
,∴
∵, ∴
为
的中点;∵矩形
中,
为
中点,
∴.
∵, ∴
平面
.
(3)解:取中点
,连结
,∵
,∴
∵平面
,∴
∴
∵平面
,∴
,∴
∴
故三棱锥的体积为
知识点
已知四棱锥,底面ABCD是边长为3的正方形,
平面ABCD,且
,则此四棱锥的侧面中,所有直角三角形的面积的和是
正确答案
解析
可证四个面都是直角三角形,其面积
知识点
正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=2,D是AC中点,且AB1⊥BC1
(1)求侧棱AA1的长;
(2)求二面角D﹣BC1﹣C的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)取A1B1中点E,连接BC1,EC1,可得△ABB1∽△BB1E,从而可求侧棱AA1的长;
(2)过D做DO⊥BC,垂足为O,过O做OG⊥BC1,垂足为G,连接DG,则DG⊥BC1,故∠OGD为二面角D﹣BC1﹣C的平面角,计算OD,OG,即可求得结论。
(1)证明:取A1B1中点E,连接BC1,EC1,
∵ABC﹣A1B1C1是正三棱柱,∴AB1⊥EC1
∵AB1⊥BC1,BC1∩EC1=C1,
∴AB1⊥平面BEC1,∴AB1⊥BE
∴△ABB1∽△BB1E
∴
∵AB=2,∴
∴ …(6分)
(2)解:过D做DO⊥BC,垂足为O,过O做OG⊥BC1,垂足为G,连接DG,则DG⊥BC1,
∴∠OGD为二面角D﹣BC1﹣C的平面角
在△CBC1中,由等面积可得OG==
∵OD==
∴∠OGD=45°
∴二面角D﹣BC1﹣C的余弦值为,…(12分)
知识点
设、
是两条直线,
、
是两个不同平面,下列命题中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图(5),已知三棱柱BCF-ADE的侧面CFED与ABFE都是边长
为1的正方形,M 、N两点分别在AF和CE上,且AM=EN。
(1)求证:平面ABCD平面ADE;
(2)求证: MN//平面BCF;
(3)若点N为EC的中点,点P为EF上的动点,试求PA+PN的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵四边形CFED与ABFE都是正方形
∴又
, ∴
平面
,
又∵,∴
平面
∵平面ABCD,∴平面ABCD
平面ADE-
(2)证法一:
过点M作交BF于
,
过点N作交BF于
,连结
,
∵∴
又∵ ∴
∴四边形为平行四边形,
-
法二:
过点M作交EF于G,连结NG,则
,
同理可证得,又
, ∴平面MNG//平面BCF
∵MN平面MNG,
。
(3)
如图将平面EFCD绕EF旋转到与ABFE在同一平面内,则当点
A、P、N在同一直线上时,PA+PN最小,
在△AEN中,∵
由余弦定理得,
∴,即
。
知识点
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