题目内容

【题目】已知正方体的棱长为1P是空间中任意一点,下列正确命题的个数是(

①若P为棱中点,则异面直线APCD所成角的正切值为

②若P在线段上运动,则的最小值为

③若P在半圆弧CD上运动,当三棱锥的体积最大时,三棱锥外接球的表面积为

④若过点P的平面与正方体每条棱所成角相等,则截此正方体所得截面面积的最大值为

A.1B.2C.3D.4

【答案】C

【解析】

根据异面直线的夹角求解,棱锥外接球的求解,以及正方体截面的性质,对选项进行逐一分析即可.

对于①,如图所示,

,可知即为异面直线AECD所成的角.

设正方体的棱长为2,连接BE,则在中,

,故正确

对于②,将三角形与四边形沿展开到同一个平面上,如图所示.

由图可知,线段的长度即为的最小值.

中,利用余弦定理可得,故错误.

对于③,如下图所示:

P中点时,三棱锥体积最大,

此时,三棱锥的外接球球心是AC中点,

半径为﹐其表面积为.故正确.

对于④﹐平面与正方体的每条棱所在直线所成的角都相等,

只需与过同一顶点的三条棱所成的角相等即可,如图所示:

.则平面PQR与正方体过点A的三条棱所成的角相等.

若点EFGHMN分别为相应棱的中点,

可得平面EFGHMN平行于平面PQR,且六边形EFGHMN为正六边形.

正方体棱长为1,所以正六边形EFGHMN的边长为

可得此正六边形的面积为,为截面最大面积.

故正确的命题有3个.

故选:C.

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