高二数学立体几何练习题
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高二数学立体几何练习题
1. 三棱锥ABCDA1是一个底面为正三角形ABC的三棱锥。已知AD=3,BC=4,AB∥CD且AB=2CD。求证:AB=√21。
解析:
首先,可以得到AB=2CD,即AB=2,CD=1.根据正三角形的性质,我们可以得到∠BAD=60°。
由于锥心角ABD=60°,且CD通过顶点D且平行于底面,所以可得CD与底面ABC的交点与锥顶点D和底面三个顶点构成的四个点在同一个平面上。我们可以称这个平面为α平面。
在平面α上,连接CD与顶点A1,作直线A1B∥AB,交线段AB于点E。
△ABE与△ABC是相似三角形,因为∠EAB=∠ABC(对应角),而∠ABE=∠ACB(平行线所成的内错角相等)。由相似三角形的性质,可得AB/AE=AB/AC,即AE=AC=3√3(三棱锥ABCDA1的高度)。
又因为A1B∥AB,所以A1E=AE=3√3。
由△ADE可以得到∠DAE=60°。
根据勾股定理,在△ABE中,有AE^2=AB^2+BE^2,即(3√3)^2=2^2+BE^2,解得BE=3。
根据勾股定理,在△ADE中,有AD^2+AE^2=DE^2,即3^2+(3√3)^2=DE^2,解得DE=6。 所以,AB=AE+BE+ED=3√3+3+6=√21。
综上所述,满足题目要求,即证明了AB=√21。