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已知直三棱柱ABC-A1B1C1的各顶点都在球O的球面上,且AB=AC=1,BC=
3
,若球O的体积为
20
5
3
π
,则这个直三棱柱的体积等于(  )
分析:根据直三棱柱的性质和球的对称性,得球心O是△ABC和△A1B1C1的外心连线段的中点,连接OA、OB、OC、O1A、O1B、O1C.在△ABC中利用正、余弦定理算出O1A=1,由球O的体积算出OA=
5
,然后在Rt△O1OA中,用勾股定理算出O1O=2,得三棱柱的高O1O2=4,最后算出底面积S△ABC=
3
4
,可得此直三棱柱的体积.
解答:解:设△ABC和△A1B1C1的外心分别为O1、O2,连接O1O2
可得外接球的球心O为O1O2的中点,连接OA、OB、OC、O1A、O1B、O1C
△ABC中,cosA=
AB2+AC2-BC2
2AB•AC
=-
1
2

∵A∈(0,π),∴A=
3

根据正弦定理,得△ABC外接圆半径O1A=
BC
2sinA 
=1
∵球O的体积为V=
R3
3
=
20
5
3
π
,∴OA=R=
5

Rt△O1OA中,O1O=
OA2-O1A 2
=2,可得O1O2=2O1O=4
∵直三棱柱ABC-A1B1C1的底面积S△ABC=
1
2
AB•ACsin
3
=
3
4

∴直三棱柱ABC-A1B1C1的体积为S△ABC×O1O2=
3

故选:B
点评:本题给出直三棱柱的底面三角形的形状和外接球的体积,求此三棱柱的体积,着重考查了球的体积公式式、直三棱柱的性质和球的对称性等知识,属于中档题.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4.E、F分别是棱CC1、AB中点.
(Ⅰ)求证:CF⊥BB1
(Ⅱ)求四棱锥A-ECBB1的体积;
(Ⅲ)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知直三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都相等,且D,E,F分别为BC,BB1,AA1的中点.
(I) 求证:平面B1FC∥平面EAD;
(II)求证:BC1⊥平面EAD.

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如图所示,已知直三棱柱ABC-A′B′C′,AC=AB=AA′=2,AC,AB,AA′两两垂直,E,F,H分别是AC,AB,BC的中点,
(I)证明:EF⊥AH;    
(II)求四面体E-FAH的体积.

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如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长为2,底面△ABC是等腰直角三角形,且∠ACB=90°,AC=2,D是A A1的中点.
(Ⅰ)求异面直线AB和C1D所成的角(用反三角函数表示);
(Ⅱ)若E为AB上一点,试确定点E在AB上的位置,使得A1E⊥C1D;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求点D到平面B1C1E的距离.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC;M.N.P分别是棱BC.CC1.B1C1的中点.A1Q=3QA, BC=
2
AA1

(Ⅰ)求证:PQ∥平面ANB1
(Ⅱ)求证:平面AMN⊥平面AMB1

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