- 立体几何与空间向量
- 共2637题
14.正四面体的棱长为4,
为棱
的中点,过
作其外接球的截面,则截面面积的最小值为______.
正确答案
解析
将四面体ABCD放置于正方体中,如图所示
可得正方体的外接球就是四面体ABCD的外接球,
∵正四面体ABCD的棱长为4,
∴正方体的棱长为
可得外接球半径R满足2R=解得R=
E为棱BC的中点,过E作其外接球的截面,当截面到球心O的距离最大时,
截面圆的面积达最小值,
此时球心O到截面的距离等于正方体棱长的一半,
可得截面圆的半径为r=
得到截面圆的面积最小值为S= =4π.
故答案为:4π
知识点
5.已知某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积是( )
正确答案
解析
如图所示,原几何体为:
一个长宽高分别为6,3,6的长方体砍去一个三棱锥,底面为直角边分别为3,4直角三角形,高为4.因此该几何体的体积=3×6×6﹣=108﹣8=100.故选B.
知识点
5.已知圆锥的母线长为,轴截面(过轴的截面)为直角三角形,则圆锥的全面积为___________
正确答案
解析
轴截面为直角三角形,母线长为
,
圆锥的高为
,底面半径为
,从而全面积为
知识点
19.在长方体中,
,
,过
、
、
三点的平面截去长方体的一个角后,得到如下所示的几何体
.
(1) 求几何体的体积,并画出该几何体的左视图(
平行主视图投影所在的平面);
(2)求异面直线与
所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
正确答案
见解析。
解析
(1)
,
,
左视图如下图所示.
(2)依据题意,有,即
.
∴就是异面直线
与
所成的角.
又,
∴.
∴异面直线与
所成的角是
.
知识点
13.已知直线与圆
交于
两点,
是坐标原点,向量
满足
,则实数
的值是 。
正确答案
±2
解析
因为向量满足
,所以OA⊥OB,又直线x+y=a的斜率为-1,所以直线经过圆与y轴的交点,所以a=±2.
【思路点拨】本题先由向量加法与减法的几何意义得到OA⊥OB,再由所给直线与圆的特殊性确定实数a的值.
知识点
18.如图,已知四棱柱的底面是菱形,侧棱
,E是侧棱
的中点.
(1)求证:;
(2)求证:AC∥平面.
正确答案
见解析。
解析
(1)因为底面是菱形,所以
,因为
底面
,所以
,所以
平面
.
(2)设,
交于点
,取
的中点
,连接
,
,
则
∥
,且
,又
,
∥
,
,所以
∥
,
且,所以
∥
,且
,所以四边形
为平行四边形,
∥
,又
平面
平面
,
所以∥平面
.
知识点
10.某同学为了研究函数的性质,构造了如图所示的两个边长为
的正方形
和
,点
是边
上的一个动点,设
,则
.那么可推知方程
解的个数是( )
正确答案
解析
从图中知的最小值是
(当
是
中点
时取得),最大值是
(当
与
或
重合时取得),当
从点
运动到点
时
在递减,当
从点
运动到点
时
在递增,
,故使
成立的
点有两个,即方程有两解.
知识点
13.已知,则
=_________
正确答案
解析
∵,∴
,
∴,故答案为
。
知识点
4.执行如图所示程序框图所表达的算法,若输出的x值为48,则输入的x值为( )
正确答案
解析
x←2x,n=1+1=2,满足n≤3,执行循环体;
x=2×(2x)=4x,n=2+1=3,满足n≤3,执行循环体;
x=2×(4x)=8x,n=3+1=4,不满足n≤3,退出循环体,
由8x=48即可得x=6.
则输入的x值为:6.
故选B.
知识点
6.一只受伤的丹顶鹤在如图所示(直角梯形)的草原上飞过其中,它可能随机在草原上任何一处(点),若落在扇形沼泽区域ADE以外丹顶鹤能生还,则该丹顶鹤生还的概率是( )
正确答案
解析
过点作
于点
,在
中,易知
,
梯形的面积,扇形
的面积
,则丹顶鹤生还的概率
,故选
知识点
21.如下图,AB、CD是圆的两条平行弦,BE//AC,BE交CD于E、交圆于F,过A点的切线交DC的延长线于P,PC=ED=1,PA=2.
(1)求AC的长;
(2)求证:BE = EF.
正确答案
见解析。
解析
(1),
,
又,
,
,
,
(2),
,而
,
,
.
知识点
21.有一块铁皮零件,其形状是由边长为的正方形截去一个三角形
所得的五边形
,其中
,如图所示.现在需要用这块材料截取矩形铁皮
,使得矩形相邻两边分别落在
上,另一顶点
落在边
或
边上.设
cm,矩形
的面积为
.
(1)试求出矩形铁皮的面积
关于
的函数解析式,并写出定义域;
(2)试问如何截取(即取何值时),可使得到的矩形
的面积最大?
正确答案
见解析。
解析
解析:(1)依据题意并结合图形,可知:
1 当点在线段
上,即
时,
;
2 当点在线段
上,即
时,由
,得
.
于是,.
所以, 定义域
.
(2)由(1)知,当时,
;
当时,
,当且仅当
时,等号成立.
因此,的最大值为
.
所以,先在上截取线段
,然后过点
作
的垂线交
于点
,再过点
作
的平行线交
于点
,最后沿
与
截铁皮,所得矩形面积最大,最大面积为
.
知识点
14.一个平面图由若干顶点与边组成,各顶点用一串从1开始的连续自然数进行编号,记各边的编号为它的两个端点的编号差的绝对值,若各条边的编号正好也是一串从1开始的连续自然数,则称这样的图形为“优美图”.已知如图是“优美图”,则点A,B与边a所对应的三个数分别为________.
正确答案
3、6、3
解析
观察图中编号为4的边,由于6-2=5-1=4,而数字2已为一端点的编号,故编号为4的边的左、右两端点应为5、1,从而易知编号为1的边的左、右两端点应为4、3.考虑到图中编号为1的边,易知点A对应的数为3,点B对应的数为6.故应填3、6、3.
知识点
11.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是()
正确答案
12
解析
该几何体是两个全等的斜四棱柱对接而成的几何体,其中每个四棱柱是底面邻边长分别为3, 2的长方形,高为1,所以该几何体的体积为:=12
知识点
17.如图,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为矩形,M,N分别是AB,PC的中点.
(1)求证:MN⊥CD;
(2)若∠PDA=45°,求证:MN⊥平面PCD.
正确答案
见解析。
解析
(1)
如图所示,取PD的中点E,连接AE,NE,
∵N是PC的中点,E为PD的中点,
∴NE∥CD,且NE=CD,
而AM∥CD,且AM=AB=
CD,
∴NE綊AM,
∴四边形AMNE为平行四边形,
∴MN∥AE.
又PA⊥平面ABCD,∴PA⊥CD,
又∵ABCD为矩形,∴AD⊥CD.
而AD∩PA=A,∴CD⊥平面PAD,
∴CD⊥AE.又AE∥MN,∴MN⊥CD.
(2)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AD,
又∠PDA=45°,
∴△PAD为等腰直角三角形.
又E为PD的中点,
∴AE⊥PD,又由(1)知CD⊥AE,PD∩CD=D,
∴AE⊥平面PCD.
又AE∥MN,∴MN⊥平面PCD.
知识点
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