一、选择题:
1、圆台的一个底面周长是另一个底面周长的倍,母线长为,圆台的侧面积为,则圆台较小底面的半径为( )
a2、如图1,在空间四边形abcd中,点e、h分别是边ab、ad的中点,f、g分别是边bc、cd上的点,且==,则( )a)ef与gh互相平行 (b)ef与gh异面。
c)ef与gh的交点m可能在直线ac上,也可能不在直线ac上 (d)ef与gh的交点m一定在直线ac上。
3、下列说法正确的是( )a)直线平行于平面α内的无数直线,则∥α b)若直线在平面α外,则∥α
c)若直线∥b,直线bα,则∥α d)若直线∥b,直线bα,那么直线就平行。
平面α内的无数条直线4、右图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是( )
a. b. c. d.
5、设是两条直线,是两个平面,则的一个充分条件是。
a) (b)
c) (d)
6、如图,下列四个正方体图形中,为正方体的两个顶点,分别为其所在棱的中点,能得出平面的图形的序号是( )a)①④b)②④c)①③d)①③
7、如图,在棱长为1的正方体abcd-a1b1c1d1中,m、n分别是a1b1和bb1的中点,那么直线am与cn所成的角的余弦值是( )a) (b) (c) (d)
8、如图,在长方体abcd-a1b1c1d1中,ab=bc=2,aa1=1,则bc1与平面bb1d1d所成角的正弦值为。
abcd.
9、在△abc中,,若使绕直线旋转一周,则所形成的几何体的体积是( )a. b. c. d.
10、如图,在长方体中,ab=10,ad=5,=4。分别过bc、的两个平行截面将长方体分成三部分,其体积分别记为,,。若,则截面的面积为abc)20d)
11、连结球面上两点的线段称为球的弦.半径为4的球的两条弦ab、cd的长度分别等于,m、n分别为ab、cd的中点,每条弦的两端都在球面上运动,有下列四个命题:
弦ab、cd可能相交于点m ②弦ab、cd可能相交于点n ③mn的最大值为5 ④mn的最小值为l
其中真命题的个数为 a.1个b.2个c.3个d.4个。
12、某几何体的一条棱长为,在该几何体的正视图中,这条棱的投影是长为的线段,在该几何体的侧视图与俯视图中,这条棱的投影分别是长为a和b的线段,则a+b的最大值为( )a. b. c.
d.二、填空题
13、一个正方体的各定点均在同一球的球面上,若该球的体积为,则该正方体的表面积为。
14、已知、是两个不同的平面,m、n是平面及平面之外的两条不同直线,给出四个论断:①m∥n,②∥m⊥,④n⊥,以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:__
15、如图,正方体中,m、n、p、q、r、s分别是ab、bc、、、的中点,则下列判断:(1)pq与rs共面;(2)mn与rs共面;(3)pq与mn共面;则正确的结论是___
16、等边三角形与正方形有一公共边,二面角的余弦值为,分别是的中点,则所成角的余弦值等于。
三、解答题:
17.(2008北京卷16)如图,在三棱锥中,,,
ⅰ)求证:;(求二面角的大小;(ⅲ求点到平面的距离.
18.如图,在五面体中,点是矩形的对角线的交点,面是等边三角形,棱.
1)证明//平面;
2)设,证明平面.
19.(07江苏)如图,已知是棱长为的正方体,点在上,点在上,且.
1)求证:四点共面;(4分);(2)若点在上,,点在上,,垂足为,求证:平面;(4分);(3)用表示截面和侧面所成的锐二面角的大小,求.
20.如图,在长方体ac1中,ad=aa1=1,ab=2,点e在棱ab上移动。(1)证明:d1e⊥a1d;
2)当e为ab的中点时,求点e到面acd1的距离;(3)ae等于何值时,二面角d1—ec—d的大小为。
21.(07福建理18题)如图,正三棱柱的所有棱长都为2,d为中点。
ⅰ)求证:ab1⊥面a1bd;(ⅱ求二面角的大小;
一、选择题。
1、a解:依题意设设圆台上、底面半径分别为r、3r,则有(r+3r)·3=84,解得:r=7,故选(a)。
2、d解:依题意,可得eh∥bd,fg∥bd,故eh∥fg,由公理2可知,e、f、g、h共面,因为eh=bd,=,故eh≠fg,所以,efgh是梯形,ef与gh必相交,设交点为m,因为点m在ef上,故点m在平面acb上,同理,点m在平面acd上,即点m是平面acb与平面acd的交点,而ac是这两个平面的交线,由公理3可知,点m一定在平面acb与平面acd的交线ac上。选(d)。
3、d解:如图,当α时,在α内可以作无数直线与平行,但与α不平行,故(a)(c)都错。一条直线在平面外,可能与平面平行,也可能与平面相交,故(b)错。
4、b解:从三视图可以看出该几何体是由一个球和一个圆柱组合而成的,其表面及为。
5、c解:a、b、d直线可能平行,选c.
6、d解:①取前面棱的中点,证ab平行平面mnp即可;③可证ab与mp平行。
7、(c) 解:以d为原点,da所在直线为x轴,建立空间直角坐标系,则a(1,0,0),m(1,,1),c(0,1,0),n(1,1,),0,,1),=1,0,),cos==
8、d 解:
10、(c) 解:v1=v3,可得ae=b1e1,设ae=x,则(x×4×5):[10-x)×4×5]=1:3,得:x=4,则a1e==4,所以,截面的面积为20
11、. 解:①③正确,②错误。易求得、到球心的距离分别为,若两弦交于,则⊥,中,有,矛盾。当、、共线时分别取最大值5最小值1。
12、c解:结合长方体的对角线在三个面的投影来理解计算。如图设长方体的高宽高分别为,由题意得。
,,所以。
当且仅当时取等号。
二、填空题解:由得,所以,表面积为。
14、②③解:同垂直于一个平面的两条直线互相平行,同垂直于两个平行平面的两条直线也互相平行。
15、(1)、(3) 解:可证pq与rs平行,从而共面,nq与pm平行,也共面,故(1)、(3)正确,mn与rs是异面直线,故(2)错。
16、.解:设,作,则,为二面角的平面角。
结合等边三角形。
与正方形可知此四棱锥为正四棱锥,则 ,故所成角的余弦值。
解法一:(ⅰ取中点,连结.,.
平面.平面,.
ⅱ),又,.
又,即,且,平面.取中点.连结.
.是在平面内的射影,.
是二面角的平面角.在中,,,二面角的大小为.
ⅲ)由(ⅰ)知平面,平面平面.过作,垂足为.
平面平面,平面.的长即为点到平面的距离.
由(ⅰ)知,又,且,平面.平面,.
在中,. 点到平面的距离为.
解法二:(ⅰ又,.
平面.平面,.
ⅱ)如图,以为原点建立空间直角坐标系.则.
设.,,取中点,连结.,.是二面角的平面角.,二面角的大小为.
ⅲ),在平面内的射影为正的中心,且的长为点到平面的距离.
如(ⅱ)建立空间直角坐标系.,点的坐标为..
点到平面的距离为.
证明:(ⅰ取cd中点m,连结om.在矩形abcd中,,又,则,连结em,于是四边形efom为平行四边形。 又平面cde, em平面cde,∴ fo∥平面cde
ⅱ)证明:连结fm,由(ⅰ)和已知条件,在等边△cde中,且。
因此平行四边形efom为菱形,从而eo⊥fm而fm∩cd=m,cd⊥平面eom,从而cd⊥eo. 而,所以eo⊥平面cdf.
证明:(1)建立如图所示的坐标系,则,所以,故,,共面.又它们有公共点,所以四点共面.
2)如图,设,则,而,由题设得,得.因为,,有,又,,所以,,从而,.故平面.
3)设向量截面,于是,.
而,,得,,解得,,所以.又平面,所以和的夹角等于或(为锐角).
于是. 故.
解析:法1(1)∵ae⊥面aa1dd1,a1d⊥ad1,∴a1d⊥d1e
2)设点e到面acd1的距离为h,在△acd1中,ac=cd1=,ad1=,故。
3)过d作dh⊥ce于h,连d1h、de,则d1h⊥ce, ∴dhd1为二面角d1—ec—d的平面角。
设ae=x,则be=2-x
法2:以d为坐标原点,直线da、dc、dd1分别为x、y、z轴,建立空间直角坐标系,设ae=x,则a1(1,0,1),d1(0,0,1),e(1,x,0),a(1,0,0), c(0,2,0).(1)
2)因为e为ab的中点,则e(1,1,0),从而,设平面acd1的法向量为,则也即,得,从而,所以点e到平面ad1c的距离为。
3)设平面d1ec的法向量,∴
由令b=1, ∴c=2, a=2-x,依题意。
(不合,舍去), ae=时,二面角d1—ec—d的大小为。
21.解答:解法一:(ⅰ取中点,连结.为正三角形,.
正三棱柱中,平面平面,平面.
连结,在正方形中,分别为的中点, ,
在正方形中,, 平面.
ⅱ)设与交于点,在平面中,作于,连结,由(ⅰ)得平面.
为二面角的平面角.
在中,由等面积法可求得,又, .
所以二面角的大小为.
ⅲ)中,,.
在正三棱柱中,到平面的距离为.设点到平面的距离为.
由得, .点到平面的距离为.
解法二:(ⅰ取中点,连结.为正三角形,.
在正三棱柱中,平面平面, 平面.取中点,以为原点,,,的方向为轴的正方向建立空间直角坐标系,则,,,平面.
ⅱ)设平面的法向量为.,.
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