- 立体几何与空间向量
- 共2637题
如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA=45,
点E、F分别为棱AB、PD的中点。
(1)求证:AF∥平面PCE;
(2)求三棱锥C-BEP的体积。
正确答案
见解析
解析
解:(1)证明:取PC的中点G,连接GF,因为F为PD的中点,
所以,GF∥CD且又E为AB的中点,ABCD是正方形,
所以,AE∥CD且故AE∥GF且
所以,AEGF是平行四边形,故AF∥EG,而
所以,AF∥平面PCE.
(2) 因为PA⊥底面ABCD,所以,PA是三棱锥P-EBC的高,PA⊥AD,PA=2,
∠PDA=450,所以,AD=2,正方形ABCD中,E为AB的中点,所以,EB=1,故的面积为1,故
.故三棱锥C-BEP的体积为
.
知识点
已知向量=(2,t),
=(1,2),若t=t1时,
∥
;t=t2时,
⊥
,则( )
正确答案
解析
若∥
,则
;若
⊥
,则
。
知识点
若向量则
=
正确答案
解析
因为所以
.
知识点
右图是一个算法的流程图,最后输出的W=
正确答案
解析
开始循环:;
再次循环:;
再次循环:,此时输出的
,因此选C。
知识点
如图,四棱锥E—ABCD中,ABCD是矩形,平面EAB平面ABCD,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF
平面ACE。
(1)求证:AEBE;
(2)求三棱锥D—AEC的体积;
(3)求二面角A—CD—E的余弦值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)ABCD是矩形,
BC
AB,
平面EAB
平面ABCD,平面EAB
平面ABCD=AB,BC
平面ABCD,
BC
平面EAB,
EA
平面EAB,
BC
EA ,
BF
平面ACE,EA
平面ACE,
BF
EA,
BC
BF=B,BC
平面EBC,BF
平面EBC,
EA
平面EBC ,
BE
平面EBC,
EA
BE。
(2) EA
BE,
AB=
,设O为AB的中点,连结EO,
∵AE=EB=2,EO
AB,
平面EAB
平面ABCD,
EO
平面ABCD,即EO为三棱锥E—ADC的高,且EO=
,
。
(3)以O为原点,分别以OE.OB所在直线为,如图建立空间直角坐标系,
则,
,由(2)知
是平面ACD的一个法向量,设平面ECD的法向量为
,则
,即
,令
,则
,所以
,设二面角A—CD—E的平面角的大小为
,由图得
,
所以二面角A—CD—E的余弦值为。
知识点
一个四面体ABCD的所有棱长都为,四个顶点在同一球面上,则此球的表面积为( )
正确答案
解析
显然该四面体是一个正四面体,把这个正四面体置于一个正方体中,在棱长为1的正方体中,由四个顶点
组成的四面体的所有棱长均为
,从而四面体的外接球就是正方体的外接球,由于正方体的体对角线长为
,所以球的半径为
,所以球的表面积为
知识点
某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的体积是()
正确答案
解析
由三视图可知:
该三棱锥的侧面PBC⊥底面ABC,PD⊥交线BC,AE⊥BC,且AE=3,PD=2,CD=3,DB=1,CE=EB=2。 所以故选B
知识点
已知直线a和平面,那么a//
的一个充分条件是
正确答案
解析
A,存在一条直线b,a//b且b,错误,a可能在平面α内;
B,存在一条直线b,ab且b
,错误,a可能在平面α内;
C,存在一个平面,a
,且
//
,正确,此为面面垂直的性质定理;
D,存在一个平面,
//
且
//
,错误。
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形PA⊥平面ABCD,AP=AB,BP=BC=2,E,F分别是PB,PC的中点。
(1)证明:EF∥平面PAD;
(2)求三棱锥E—ABC的体积V.
正确答案
见解析
解析
(1)在△PBC中,E,F分别是PB,PC的中点,∴EF∥BC.
又BC∥AD,∴EF∥AD,
又∵AD平面PAD,EF
平面PAD,
∴EF∥平面PAD.
(2)连接AE,AC,EC,过E作EG∥PA交AB于点G,
则EG⊥平面ABCD,且EG=PA.
在△PAB中,AD=AB,PAB°,BP=2,∴AP=AB=
,EG=
.
∴S△ABC=AB·BC=
×
×2=
,
∴VE-ABC=S△ABC·EG=
×
×
=
.
另解:
知识点
若某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是
正确答案
解析
由三视图知:该几何体为三棱柱,三棱柱的底面为直角三角形,两直角边分别为1和,斜边长为
,三棱柱的
,所以该几何体的表面积是
,因此选B。
知识点
在如图所示的几何体中,四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠DAB= 60°,FC⊥平面ABCD,AE⊥BD,CB= CD= CF。
(1)求证:BD⊥平面AED;
(2)求二面角F—BD—C的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)在等腰梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠DAB=60 °,CB=CD ,
由余弦定理可知,
即,
在中,∠DAB=60°,
,
则为直角三角形,且
………………3分
又AE⊥BD,平面AED,
平面AED,且
,
故BD⊥平面AED………………6分
(2)过C作交BD于点M.
因为FC⊥平面ABCD,平面ABCD,所以
. 又
所以BD⊥平面FCM.
因此,
故为二面角F—BD—C的平面角………………9分
在中,
,可得
因此. 即二面角F—BD—C的正切值为2.……12分
知识点
若直线与圆
有公共点,则实数a取值范围是
正确答案
解析
因为直线与圆
有公共点,所以圆心
到直线
的距离
。
知识点
一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为
正确答案
解析
由三视图知:该几何体为侧视图为底的直四棱柱,其底面上底长2,下底长为4,高为4 的等腰梯形,且等腰梯形的腰长为,直四棱柱的高为4,所以该几何体的表面积为
。
知识点
已知向量,
,设函数
,
.
(1)求的最小正周期与最大值;
(2)在中,
分别是角
的对边,若
的面积为
,求
的值。
正确答案
见解析
解析
解:(1),
∴的最小正周期为
,
的最大值为
(2)由得
,
,
,又
,
由余弦定理得:
知识点
如图ACB=90°,CD⊥AB于点D,以BD为直径的圆与BC交于点E,下面的结论正确的是 。
①CE·CB=AD·DB;
②CE·CB=AD·AB;
③AD·AB=CD2
正确答案
①
解析
在中,∠ACB=90º,CD⊥AB于点D,所以
,由切割线定理的
,所以CE·CB=AD·DB。因此正确的是①。
知识点
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