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如图,一个多面体的直观图如图a所示,它的正视图和俯视图都是边长为2的正方形,左视图如图b所示.已知M、N分别是AF、BC的中点.
(1)求证:MN∥平面CDEF;
(2)求四棱锥E-ABCD的体积.
分析:(1)由三视图可知,该多面体是底面为直角三角形的直三棱柱ADE-BCF,且AB=BC=BF=2,DE=CF=2
2
.∠CBF=
π
2
,由此能够证明MN∥面CDEF.
(2)由条件AB⊥AE;AD⊥AE,AD∩AB=A,从而得到AE⊥面ABCD.四棱锥E-ABCD是以AE为高,以矩形ABCD为底面的棱锥,由此能求出棱锥E-ABCD的体积.
解答:(1)证明:由三视图可知,该多面体是底面为直角三角形的直三棱柱ADE-BCF,
且AB=BC=BF=2,DE=CF=2
2
.∠CBF=
π
2

△BEC中,MN为中位线,故MN∥CE,
又CE?面CDEF,MN?面CDEF,
∴MN∥面CDEF.
(2)解:由条件AB⊥AE,AD⊥AE,AD∩AB=A,
∴AE⊥面ABCD.
四棱锥E-ABCD是以AE为高,以矩形ABCD为底面的棱锥,
在△ADE中,AE=2,SABCD=AB•AD=4,
∴棱锥E-ABCD的体积为:V=
1
3
SABCD•AE=
1
3
×4×2=
8
3
点评:本题考查直线与平面平行的证明,考查棱锥的体积的求法,解题时要认真审题,注意三视图的合理运用.
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,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点,截面DEF∥底面ABC,且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)
(1)证明:P-ABC为正四面体;
(2)若PD=PA=
12
求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)
(3)设棱台DEF-ABC的体积为V,是否存在体积为V且各棱长均相等的直平行六面体,使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和?若存在,请具体构造出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(04年上海卷)(16分)

如图,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点, 截面DEF∥底面ABC, 且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)

(1)     证明:P-ABC为正四面体;

(2)     若PD=PA, 求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)

(3)     设棱台DEF-ABC的体积为V, 是否存在体积为V且各棱长均相等的直

平行六面体,使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和? 若存在,请具体构造

出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

如图,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点,截面DEF∥底面ABC,且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)
(1)证明:P-ABC为正四面体;
(2)若PD=PA=数学公式求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)
(3)设棱台DEF-ABC的体积为V,是否存在体积为V且各棱长均相等的直平行六面体,使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和?若存在,请具体构造出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由.

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科目:高中数学 来源:上海高考真题 题型:解答题

如图,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点,截面DEF∥底面ABC,且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等。(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)

(1)证明:P-ABC为正四面体;
(2)若PD=PA,求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)
(3)设棱台DEF-ABC的体积为V,是否存在体积为V且各棱长均相等的直平行六面体,使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和?若存在,请具体构造出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由。

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科目:高中数学 来源:2004年上海市高考数学试卷(文科)(解析版) 题型:解答题

如图,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点,截面DEF∥底面ABC,且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)
(1)证明:P-ABC为正四面体;
(2)若PD=PA=求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)
(3)设棱台DEF-ABC的体积为V,是否存在体积为V且各棱长均相等的直平行六面体,使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和?若存在,请具体构造出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由.

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