10. 三角形的三个顶点是A(4,0)、B(6,7)、C(0,3). (◎P101 B1)
(1)求BC边上的高所在直线的方程; (2)求BC边上的中线所在直线的方程;
(3)求BC边的垂直平分线的方程.
解:(1)所以BC边上的高所在直线的斜率为又过点,所以直线的方程为
即;……………………………..4分
(2)BC中点坐标为,所以所在直线的方程为即。..8分
(3)易知即为所求。…………………………………….12分
9. 求过点,并且在两轴上的截距相等的直线方程. (◎P100 9)
解:因为直线l经过点P(2,3),且在x轴,y轴上的截距相等,所以
(1)当直线过原点时,它的方程为;……………………………5分
(2)当直线不过原点时,设它的方程为由已知得,
所以,直线的方程为。……………………………………….11分
综上,直线的方程为,或者。……………..12分
8. 已知,,,求点D的坐标,使直线CD⊥AB,且CB∥AD.(◎P90 8)
解:设点D的坐标为(x,y),由已知得,直线AB的斜率KAB=3,……………2分.
直线CD的斜率KCD=, 直线CB的斜率KCB=-2, 直线AD的斜率KAD=。
……………………………………………………………………………8分
由CD⊥AB,且CB∥AD,得,………11分
所以点D的坐标是(0,1)……………………………………..12分
7.(06年北京卷)如图,在底面为平行四边形的四棱锥中,,平面,且,点是的中点.
(1)求证:; (2)求证:平面;(3)求二面角的大小. (☆P38 9)
解:(1)∵ PA⊥平面 ABCD,
∴AB 是 PB 在平面 ABCD 上的射影.
又∵AB⊥AC,AC平面ABCD, ∴AC⊥PB. ……4分
(2)连接BD,与 AC 相交于 O,连接 EO.
∵ABCD 是平行四边形, ∴O 是 BD 的中点
又 E 是 PD 的中点,∴EO∥PB.
又 PB平面 AEC,EO平面 AEC,
∴PB∥平面 AEC……………………………..8分
(3)
取AD的中点F,的中点,连,则
所以是所求二面角的平面角,且与对应相等。
易知由图可知,为所求。……………12分
6. 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中. (◎P79 B2)
求证:(1)B1D⊥平面A1C1B; (2)B1D与平面A1C1B的交点设为H,则点H是△A1C1B的垂心.
证明:(1)连,,又面,
所以,面,因此。
同理可证,所以B1D⊥平面A1C1B。……6分
(2)连,由,得
,因此点为的外心。
又为正三角形,所以是的中心,
也是的重心。………….…………………. 12分
5. 如图,∥∥,直线与分别交,,于点和点,求证:. (◎P63 B3)
证明:连结,交于,连…………3分
则由得……………………7分
由得………………..10分
所以………………………..12分
4. 已知空间四边形ABCD中,E、H分别是AB、AD的中点,F、G分别是BC、CD上的点,且.
求证:(1)E、F、G、H四点共面;(2)三条直线EF、GH、AC交于一点. (☆P21 例3)
证明:(1) 在△ABD和△CBD中,
∵ E、H分别是AB和CD的中点, ∴ EHBD…………….3分
又 ∵ , ∴ FGBD.
∴ EH∥FG. 分
所以,E、F、G、H四点共面.--------------------------------------------7分
(2)由(1)可知,EH∥FG ,且EHFG,即直线EF,GH是梯形的两腰,
所以它们的延长线必相交于一点P. ……………………………9分
∵ AC是EF和GH分别所在平面ABC和平面ADC的交线,而点P是上述两平面的公共点,
∴ 由公理3知PAC. ………………………11分
所以,三条直线EF、GH、AC交于一点……..12分
3. 直角三角形三边长分别是、、,绕三边旋转一周分别形成三个几何体. 想象并说出三个几何体的结构,画出它们的三视图,求出它们的表面积和体积. (◎P36 10)
解:以绕5cm边旋转为例,其直观图、正视图与侧视图、俯视图依次分别为:
…………………………………………………………………………………………………………..2分
其表面是两个扇形的表面,所以其表面积为;-----------------3分
体积为。………………………………………………….4分
同理可求得当绕3cm边旋转时,。…………………….8分
得当绕4cm边旋转时,。……………………………….12分
(图形略)
2. 如图(单位:cm),求图中阴影部分绕AB旋转一周所形成的几何体的表面积和体积. (☆P15 例2)
解:由题意知, 所求旋转体的表面积由三部分组成:
圆台下底面、侧面和一半球面. ……………………………………….3分
S半球=8π , S圆台侧=35π ,S圆台底=25π.
故所求几何体的表面积为68π ………………………………………..7分
由,………9分
…………………………………………….11分
所以,旋转体的体积为……12分
1. 圆锥底面半径为1 cm,高为cm,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长. (☆P3 例3)
解:过圆锥的顶点S和正方体底面的一条对角线CD作圆锥的截面,得圆锥的轴截面SEF,正方体对角面CDD1C1,如图所示. …………………2分
设正方体棱长为x,则CC1=x,C1D1。
作SOEF于O,则SO,OE=1,……………………………….5分
, ∴ ,即………..10分
∴ , 即内接正方体棱长为cm……………………….12分