题目列表(包括答案和解析)
338. 在棱长为a的正三棱柱ABC-A1B1C1中,O、O1分别为两底中心,P为OO1的中点,过P、B1、C1作一平面与此三棱柱相截,求此截面面积.
解析: 如图,∵AA1⊥面A1B1C1,AA1∥OO1,设过P、B1、C1的截面与AA1的延长线交于Q,连结A1O1延长交B1C1于D,连QD,则P必在QD上,∵O1为ΔA1B1C1的中心,P为OO1的中点,故==,∴Q在A1A延长线上且QA=PO1,又QB1交AB于E,QC1交AC于F,则EF∥B1C1,所以截面为EFB1C1是等腰梯形,又QA1∶QA=3∶1,∴EF= 设QD与EF交于H,得QD⊥B1C1.因此HD为梯形EFC1B1的高.DQ==a,∴HD=a.=(a+)·(a)=a2为所求截面积.
337. 在平行六面体中,一个顶点上三条棱长分别是a,b,c,这三条棱长分别是a,b,c,这三条棱中每两条成60°角,求平行六面体积.
解析:如图,设过A点的三条棱AB,AD,AA1的长分别是a,b,c,且两面所成角是60°,过A1作A1H⊥平面ABCD,H为垂足,连HA,则∠HAB=30°,由课本题得:
cos∠A1AB=cos∠A1AH·cos∠HAB,
∴cos∠A1AH===,sin∠A1AH=
∴V=SABCD·A1H=absin60°·c·sin∠A1AH=abc.
336. 在三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=AC=10cm,BC=12cm,顶点A1与A、B、C的距离等于13cm,求这棱柱的全面积.
解析:如图,作A1O⊥平面ABC于O,∵A1A=A1B=A1C,∴OA=OB=OC,∴O是ΔABC的外心,∵ΔABC等腰,∴AO⊥BC于D,∴AA1⊥BC,∴B1B⊥BC,四边形B1BCC1为矩形,∴S=12·13=156(cm2),ΔA1AB底边上高A1E==12,==120(cm2),SΔABC==·12·8=48(cm2),S全=156+2·120+2×48=492(cm2)
335. 长方体的一条对角线与一个顶点上的三条棱所成的角分别为α、β、γ.
求证:cos2α+cos2β+cos2γ=1
解析:证明三角恒等式,可用从左边推出右边的方法.
证明:设对角线B1D与长方体的棱AD、DC、D1D所成的角分别为α、β、γ,连结AB1、CB1,D1B1,则ΔB1DA、ΔB1DC、ΔB1DD1都是直角三角形.
∵cosα=,cosβ=,cosγ=
∴cos2α+cos2β+cos2γ==1.
评析:这里运用了长方体对角线长定理.
334. (1)棱柱成为直棱柱的一个必要但不充分的条件是:( )
A.棱柱有一条侧棱与底面垂直
B.棱柱有一条侧棱与底面的两条边垂直
C.棱柱有两个相邻的侧面互相垂直
D.棱柱有一个侧面与底面的一条边垂直
解析: 根据直棱柱定义,A是充分条件,C、D不是必要条件,所以选B.
说明 解答此题要熟知直棱柱的定义及其充分必要条件的含义.
333. 一根长为a的木梁,它的两端悬挂在两条互相平行的,长度都为b的绳索下,木梁处于水平位置,如果把木梁绕通过它的中点的铅垂轴转动一个角度φ,那么木梁升高多少?
解析: 设M、N为悬挂点,AB为木梁的初始位置,那么AB=a,MA∥NB,MA=NB=b,∠A=∠B=90°.
设S为中点,L为过S的铅垂轴,那么L平面MANB,木梁绕L转动角度φ后位于CD位置,T为CD中点,那么木梁上升的高度为异面直线AB与CD之间的距离ST.
在平面MANB中,作TK∥AB,交MA于K,则AK=ST.
设ST=x,则x=b-KM.又KT=CT=,∠KTC=φ,有KC=asin.
从而KM=.
∴x=b-.
332. 三个平面两两相交得三条交线,若有两条相交,则第三条必过交点;若有两条平行,则第三条必与之平行.
已知:α∩β=a,α∩=b, ∩α=c.
求证:要么a、b、c三线共点,要么a∥b∥c.
证明:①如图一,设a∩b=A,
∵α∩β=a.
∴aα而A∈a.
∴A∈α.
又β∩=b
∴b,而A∈b.
∴A∈.
则A∈α,A∈,那么A在α、的交线c上.
从而a、b、c三线共点.
②如图二,若a∥b,显然c,b
∴ a∥
而 aα, α∩=c.
∴ a∥c
从而 a∥b∥c
331. 设a、b是两条异面直线,在下列命题中正确的是( )
A.有且仅有一条直线与a、b都垂直
B.有一平面与a、b都垂直
C.过直线a有且仅有一平面与b平行
D.过空间中任一点必可作一条直线与a、b都相交
解析: 因为与异面直线a、b的公垂线平行的直线有无数条,所以A不对;若有平面与a、b都垂直,则a∥b不可能,所以B不对.若空间的一点与直线a(或b)确定的平面与另一条直线b(或a)平行,则过点与a相交的直线必在这个平面内,它不可能再与另一条直线相交,所以D不对,故选C.
350. 如图9-46,二面角a -AB-b 的棱AB上有一点C,线段CDa ,CD=100,∠BCD=30°,点D到平面b 的距离为,则二面角a -AB-b 的度数是________.
解析:60°.作DH⊥b 于H,DE⊥AB于E,连结EH,则EH是DE在平面b 内的射影.由三垂线定理的逆定理,HE⊥AB,∴ ∠DEH为二面角a -AB-b 的平面角.在Rt△DCE中,CD=100,∠BCD=30°,∴ DE=CDsin30°=50,在Rt△DEH中,,
∴ ∠DEH=60°,即二面角a -AB-b 等于60°.
349. 立体图形A-BCD中,AB=BC=CD=DB=AC=AD,相邻两个面所成的二面角的平面角为q ,则( ).
A. B. C. D.
解析:A.任取一个二面角,如A-BC-D,取BC中点E,可证AE⊥BC,DE⊥BC,∴
∠AED是二面角A-BC-D的平面角,设AB=1,则
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