423. 两面都是凸形的镜中,它的面都是球冠形,球半径分别为10cm和17cm,两球心间的距离为21cm,求此镜面的表面积和体积.
解析:轴截面如图,设O2C=x,则CO1=21-x,∵AB⊥O1O2 ∴AO22-O2C2=AO12-CO12,即102-x2=172-(21-x)2,解得x=6,CO1=15,又设左边球缺的高为h1,右边的球缺高为h2,则h1=17-15=2,h2=10-6=4,∴S表=2π(17·2+10·4)=148π(cm)2,V=π[22(3·10-2)+42(3·17-4)]=288π(cm3).
422. 一个圆在平面上的射影图形是( )
A.圆 B.椭圆
C.线段 D.圆或椭圆或线段
解析:D
421. 地球半径为R,在北纬45°圈上有A、B两点,它们的经度差为,求球面上A、B两点间球面距离.
解析:本题关键是求出∠AOB的大小,(如图1)现在我们将这个球的截面问题转化为较为熟悉的长方体问题.如图2,以O1O,O1A,O1B为三条相互垂直的棱,可构造一个长方体,问题转化为长方体截面ABO内求∠BOA的问题.
解: 如图2,∵∠O1OA==∠O1OB,OA=OB=R,∴OO1=O1A=O1B=R ∴AB2=O1A2+O1B2=R, ∴ΔAOB为等边Δ, ∴∠AOB=,A、B间的球面距离为R.
420. 在桌面上有三个球两两相切,且半径都为1,在桌面与三球间放置一个小球,使它与三个球相切.求此小球半径.
解析: 如图,球O为放置在桌面上与已知三球相切的半径为r的小球,过O作O1O2O3平面的垂线,垂足为H,它一定是ΔO1O2O3的中心,连接O1H,O1O,在RtΔO1OH中,O1H=,OH=1-r,OO1=1+r,∴OO12=O1H2+OH2,即(1+r)2=()2+(1-r)2,解得r=.
419. 已知球的两个平行截面的面积分别为5π和8π,它们位于球心的同一侧且相距是1,那么这个球的半径是( )
A.4 B.3 C.2 D.5
解析: 如图,设球的半径是r,则πBD2=5π,πAC2=8π,
∴BD2=5,AC2=8.又AB=1,设OA=x.
∴x2+8=r2,(x+1)2+5=r2.
解之,得r=3
故选B.
418. 已知四点,无三点共线,则可以确定( )
A.1个平面 B.4个平面
C.1个或4个平面 D.无法确定
解析: 因为无三点共线,所以任意三个点都可以确定平面α,若第四个点也在α内,四个点确定一个平面,当第四个点在α外,由公理3知可确定4个平面.故选C.
417. 下列命题正确的是( )
A.经过两条直线有且只有一个平面
B.经过一条直线和一个点有且只有一个平面
C.如果平面α与β有三个公共点,则两个平面一定是重合平面
D.两个平面α、β有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线
解析:根据公理2、公理3知选D.
416. 空间可以确定一个平面的条件是( )
A.两条直线 B.一点和一直线
C.一个三角形 D.三个点
解析: 由推论2和推论3知两条相交直线或者两条平行直线才确定一个平面,两条直线还有位置关系异面.故排除A,由推论1知点必在线外才合适,排除B.由公理3知不共线三点可确定一个平面,D中三个点不一定不共线,排除D.公理3结合公理1,知选C.
415.过已知直线外一点与这条直线上的三点分别画三条直线,证明:这三条直线在同一平面内.
解答:已知:Aa,如图,B、C、D∈a,证明:AB、AC、AD共面.
证明:∵Aa,∴A,a确定平面α,∵B、C、D∈a,aα.
∴B、C、D∈α
又A∈α.
∴AB、AC、ADα.
即AB、AC、AD共面.
414.一条直线过平面内一点与平面外一点,它和这个平面有几个公共点?为什么?
解析:只有一个,假设有两个公共点,由公理1知该直线上所有点都在这个平面内,这和直线过平面外一点矛盾.