(三)解答题:
11、(07江西20)
右图是一个直三棱柱(以
为底面)被一平面所截得到的几何体,截面为
.已知
,
,
,
,
.
(1)设点
是
的中点,证明:
平面
;
(2)求二面角
的大小;
(3)求此几何体的体积.
解法一:
(1)证明:作
交
于
,连
.
则
.
因为
是
的中点,
所以
.
则
是平行四边形,因此有
.
平面
且
平面
,
则
面
.
(2)如图,过
作截面
面
,分别交
,
于
,
.
作
于
,连
.
因为
面
,所以
,则
平面
.
又因为
,
,
.
所以
,根据三垂线定理知
,所以
就是所求二面角的平面角.
因为
,所以
,故
,
即:所求二面角的大小为
.
(3)因为
,所以
.
.
所求几何体体积为
.
解法二:
(1)如图,以
为原点建立空间直角坐标系,
则
,
,
,因为
是
的中点,所以
,
![]()
.
易知,
是平面
的一个法向量.
因为
,
平面
,所以
平面
.
(2)
,
,
设
是平面
的一个法向量,则
则
,
得:![]()
取
,
.
显然,
为平面
的一个法向量.
则
,结合图形可知所求二面角为锐角.
所以二面角
的大小是
.
(3)同解法一.
备选题:(05重庆10)有一塔形几何体由若干个正方体构成,构成方式如图所
示,上层正方体下底面的四个顶点是下层正方体上底面
各连接中点,已知最底层正方体的棱长为2,且该塔形
的表面积(含最底层正方体的底面面积)超过39,则
该塔形中正方体的个数至少是 ( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解:k层塔形的各层立方体的边长,增加的表面积以及k层塔形的
表面积一览表如下:
|
第k个立方体边长ak |
a!=2 |
a2= |
a3=1 |
a4= |
a5= |
a6= |
|
第k层立方体增加的面积bk |
b1=24 |
b2=8 |
b3=4 |
b4=2 |
b5=1 |
b6= |
|
K层塔形的表面积Sk |
S1=24 |
S2=32 |
S3=36 |
S4=38 |
S5=39 |
S6= |
由上表可以看出要使塔形的表面积(含最底层正方体的底面面积)超过39,则
该塔形中正方体的个数至少是6层,选(C)
(一)选择题:
1、(05山东)设地球的半径为
,若甲地位于北纬
东经
,乙地位于南纬
东经
,则甲、乙两地的球面距离为( )
A、
B、
C、
D、![]()
2、(05全国Ⅲ)设三棱柱
的体积为
,
分别是侧棱
、
上的点,且
,则四棱锥
的体积为( )
A、
B、
C 、
D、
![]()
3、
(05广东)) 已知高为3的直棱锥
的底面是边长为1的正三角形
(如图1所示),则三棱锥
的体积为( )
A、
B、![]()
C、
D、![]()
4、
(06江苏)两相同的正四棱锥组成如图1所示的几何体,可放棱长为1的正方体内,使正四棱锥的底面
与正方体的某一个平面平行,且各顶点均在正方体的面上,则这样的几何体体积的可能值有
|
C、3个 D、无穷多个
5、
(06浙江)如图,O是半径为l的球心,点A、B、C在球面上,OA、OB、OC两两垂直,E、F分别是大圆弧AB与AC的中点,则点E、F在该球面上的球面距离是( )
A、
B、
C、
D、![]()
6、
(06湖南)棱长为2的正四面体的四个顶点都在同一个球面上, 若过该球球心的一个截面如图1,则图中三角形(正四面体的截面)的面积是( )
A、
B、
C、
D、