题目内容
一个棱长为
的正方体的八个顶角上分别截去一个三棱锥,使截掉棱锥后的多面体有六个面为正八边形,八个面为正三角形(如图所示),
(1)求异面直线
与
所成角的大小;
(2)求此多面体的体积(结果用最简根式表示).![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232101296555291.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129499405.png)
(1)求异面直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129624392.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129640393.png)
(2)求此多面体的体积(结果用最简根式表示).
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232101296555291.jpg)
解: (1) 易知
,
,
所以
就是异面直线
与
所成的余角). 3分
经计算得:
(也可以直接用
做)
所以异面直线
与
所成的角的大小为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130326507.png)
. 6分
(2)设正八边形的边长为
,则由题意得:
,
所以,正八边形的边长为
. 9分
设多面体的体积为
,
则
=
. 12分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129671570.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129905590.png)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129936499.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129624392.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129640393.png)
经计算得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232101302641427.png)
(也可以直接用
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130279748.png)
所以异面直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129624392.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210129640393.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130326507.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232101303421341.png)
(2)设正八边形的边长为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130357423.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130373629.png)
所以,正八边形的边长为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130404344.png)
设多面体的体积为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130420316.png)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232101304351017.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823210130451716.png)
略
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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