教育最新K122017届高考数学二轮复习专题四立体几何第1讲立体几何中的计算与位置关系练习
- 格式:doc
- 大小:250.00 KB
- 文档页数:6
小学+初中+高中
小学+初中+高中
专题四 立体几何 第1讲 立体几何中的计算与位置关系练习
一、选择题
1.(2016·浙江卷)已知互相垂直的平面α,β交于直线l.若直线m,n满足m∥α,n⊥β,
则( )
A.m∥l B.m∥n
C.n⊥l D.m⊥n
解析 由已知,α∩β=l,∴l⊂β,又∵n⊥β,∴n⊥l,C正确.故选C.
答案 C
2.(2016·山东卷)一个由半球和四棱锥组成的几何体,其三视图如图所示,则该几何体的
体积为( )
A.13+23π B.13+23π
C.13+26π D.1+26π
解析 由三视图知,半球的半径R=22,四棱锥为底面边长为1,高为1的正四棱锥,∴
V
=13×1×1×1+12×43π×223=13+26π,故选C.
答案 C
3.(2016·全国Ⅲ卷)在封闭的直三棱柱ABC-A1B1C1内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,
AB=6,BC=8,AA1=3,则V
的最大值是( )
A.4π B.9π2
C.6π D.32π3
解析 由题意知,底面三角形的内切圆直径为4.三棱柱的高为3,所以球的最大直径为3,
小学+初中+高中
小学+初中+高中
V
的最大值为9π2.
答案 B
4.(2014·全国Ⅰ卷)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画
出的是某多面体的三视图,则该多面体的各条棱中,最长的棱的长
度为( )
A.62 B.42
C.6 D.4
解析 如图,设辅助正方体的棱长为4,三视图对应的多面体为三
棱锥A-BCD,最长的棱为AD=(42)2+22=6,选C.
答案 C
5.已知矩形ABCD,AB=1,BC=2,将△ABD沿矩形的对角线BD所在
的直线进行翻折,在翻折过程中( )
A.存在某个位置,使得直线AC与直线BD垂直
B.存在某个位置,使得直线AB与直线CD垂直
C.存在某个位置,使得直线AD与直线BC垂直
D.对任意位置,三对直线“AC与BD”,“AB与CD”,“AD与BC”均不垂直
解析 对于AB⊥CD,因为BC⊥CD,可得CD⊥平面ACB,因此有CD⊥AC.因为AB=1,
BC
=2,CD=1,所以AC=1,所以存在某个位置,使得AB⊥CD.
答案 B
二、填空题
6.如图,在长方形ABCD中,AB=2,BC=1,E为DC的中点,F为线段EC(端点除外)上一
动点.现将△AFD沿AF折起,使平面ABD⊥平面ABC.在平面ABD内过点D作DK⊥AB,
K
为垂足.设AK=t,则t的取值范围是________.
解析 如图,过D作DG⊥AF,垂足为G,连接GK,
∵平面ABD⊥平面ABC,又DK⊥AB,
∴DK⊥平面ABC,∴DK⊥AF.
∴AF⊥平面DKG,∴AF⊥GK.
容易得到,当F接近E点时,K接近AB的中点,当F接近C点时,K接近AB的四等分
点.所以t的取值范围是12,1.
小学+初中+高中
小学+初中+高中
答案 12,1
7.一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是________.
解析 由空间几何体的三视图可得该空间几何体的直观图,如图,
∴该四面体的表面积为S表=2×12×2×1+2×34×(2)2=2+3.
答案 2+3
8.(2016·浙江卷)如图,已知平面四边形ABCD,AB=BC=3,CD=1,
AD
=5,∠ADC=90°,沿直线AC将△ACD翻折成△ACD′,直线AC与
BD
′所成角的余弦的最大值是________.
解析 设直线AC与BD′所成角为θ,平面ACD翻折的角度为α,设O是AC中点,由已
知得AC=6,如图,以OB为x轴,OA为y轴,过O与平面ABC垂
直的直线为z轴,建立空间直角坐标系,由A0,62,0,
B
30
2
,0,0
,
C0,-62,0,作DH⊥AC于H,翻折过程中,D′H始终与AC
垂直,
CH=CD2CA=16=66,则OH=63,DH
=1×56=306,因此可设
D
′-306cos α,-63,306sin α,
则BD′→=-306cos α-302,-63,306sin α,与CA→平行的单位向量为n=(0,1,
0),所以cos θ=|cos〈BD→,n〉|=BD→·n|BD→|·|n|=639+5cos α,
所以cos α=-1时,cos θ取最大值66.
小学+初中+高中
小学+初中+高中
答案 66
三、解答题
9.在正三角形ABC中,E,F,P分别是AB,AC,BC边上的点,满足AE∶EB=CF∶FA=CP∶
PB
=1∶2(如图1),将△AEF折起到△A1EF的位置,连接A1B,A1C(如图2).
(1)求证:FP∥平面A1EB;
(2)求证:EF⊥A1B.
证明 (1)∵CP∶PB=CF∶FA,∴FP∥BE,
又BE⊂平面A1EB,FP⊄平面A1EB,
∴FP∥平面A1EB.
(2)不妨设正三角形ABC的边长为3,
则AE=1,AF=2.又∵∠EAF=60°,
∴EF2=AE2+AF2-2AE·AFcos∠EAF=12+22-2×1×2cos 60°=3,∴EF=3.
在△AEF中,有AF2=AE2+EF2,∴EF⊥AE,
即EF⊥AB.则在题图2中,
有EF⊥A1E,EF⊥BE,
又A1E,BE⊂平面A1BE,A1E∩BE=E,
∴EF⊥平面A1EB,又∵A1B⊂平面A1EB,∴EF⊥A1B.
10.(2017·江南十校联考)如图1,等腰梯形ABCD中,BC∥AD,CE⊥AD,AD=3BC=3,
CE
=1.求△CDE沿CE折起得到四棱锥F-ABCE(如图2),G是AF的中点.
(1)求证:BG∥平面ECE;
(2)当平面FCE⊥平面ABCE时,求三棱锥F-BEG的体积.
(1)证明 如图,取EF的中点M,
连接GM、MC,则GM綊12AE.
小学+初中+高中
小学+初中+高中
∵等腰梯形ABCD中,BC=1,AD=3,
∴BC綊12AE.
∴GM綊BC,∴四边形BCMG是平行四边形,
∴BG∥CM.
又CM⊂平面FCE,BG⊄平面FCE,
∴BG∥平面FCE.
(2)解 ∵平面FCE⊥平面ABCE,平面FCE∩平面ABCE=CE,
EF⊂平面FCE,FE⊥CE,∴FE⊥平面ABCE
.
又VF-BEG=VB-GEF=12VB-AEF=12VF-ABE,
S
△
ABE
=12×2×1=1,
∴VF-BEG=12×13×1×1=16.
11.如图所示,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC,F为
CE上的点,且BF⊥平面ACE
.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设M在线段AB上,且满足AM=2MB,试在线段CE上确定一点N,
使得MN∥平面DAE.
(1)证明 ∵AD⊥平面ABE,
AD∥BC
,
∴BC⊥平面ABE,
∵AE⊂平面ABE,
∴AE⊥BC.
又∵BF⊥平面ACE,AE⊂平面ACE,
∴AE⊥BF.
∵BC∩BF=B,BC,BF⊂平面BCE,
∴AE⊥平面BCE.
又BE⊂平面BCE,
∴AE⊥BE.
(2)解 在△ABE中过M点作MG∥AE交BE于G点,在△BEC中过G点作GN∥BC交EC于
N
点,连接MN,则由比例关系易得CN=13CE.
∵MG∥AE,MG⊄平面ADE,AE⊂平面ADE,
小学+初中+高中
小学+初中+高中
∴MG∥平面ADE.
同理,GN∥平面ADE.
又∵GN∩MG=G,GN,MG⊂平面MGN,
∴平面MGN∥平面ADE.
又MN⊂平面MGN,
∴MN∥平面ADE.
∴N点为线段CE上靠近C点的一个三等分点.