0  437347  437355  437361  437365  437371  437373  437377  437383  437385  437391  437397  437401  437403  437407  437413  437415  437421  437425  437427  437431  437433  437437  437439  437441  437442  437443  437445  437446  437447  437449  437451  437455  437457  437461  437463  437467  437473  437475  437481  437485  437487  437491  437497  437503  437505  437511  437515  437517  437523  437527  437533  437541  447090 

10.(1994全国)如图,已知A1B1C1-ABC是正三棱柱,D是AC中点.

(1)证明AB1∥平面DBC1;

(2)假设AB1⊥BC1,求以BC1为棱,

DBC1与CBC1为面的二面角α的度数.

(1)证明:∵A1B1C1-ABC是正三棱柱,∴四边形B1BCC1是矩形.

连结B1C交BC1于E,则B1E=EC.连结DE.

在△AB1C中,∵AD=DC,∴DE∥AB1.

又AB1平面DBC1,DE平面DBC1,∴AB1∥平面DBC1.

(2)解:作DF⊥BC,垂足为F,则DF⊥面B1BCC1,连结EF,则EF

是ED在平面B1BCC1上的射影.

∵AB1⊥BC1,

由(1)知AB1∥DE,∴DE⊥BC1,则BC1⊥EF,∴∠DEF是二面角α的平面角.

设AC=1,则DC=.∵△ABC是正三角形,

∴在Rt△DCF中,DF=DC·sinC=,

CF=DC·cosC=.取BC中点G.

∵EB=EC,∴EG⊥BC.在Rt△BEF中,

EF2=BF·GF,又BF=BC-FC=,GF=,  

∴EF2=·,即EF=.

∴tg∠DEF=.

∴∠DEF=45°故二面角α为45°.

[探索题]

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9.如图,三棱锥V-ABC中,VA⊥底面ABC,

∠ABC=90°.

(1)求证:V、A、B、C四点在同一球面上;

(2)过球心作一平面与底面内直线AB垂直,求证:此平面截三棱锥所得的截面是矩形.

证明:(1)取VC的中点M,

∵VA⊥底面ABC,∠ABC=90°,

∴BC⊥VB.在Rt△VBC中,M为斜边VC的中点,

∴MB=MC=MV.同理,在Rt△VAC中,MA=MV=MC.

∴MV=MC=MA=MB.

∴V、A、B、C四点在同一圆面上,M是球心.

(2)取AC、AB、VB的中点分别为N、P、Q,连结NP、PQ、QM、MN,则MNPQ就是垂直于AB的三棱锥V-ABC的截面,易证PQMN是平行四边形.又VA⊥BC,QP∥VA,NP∥BC,∴QP⊥PN.故截面MNPQ是矩形.

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8.已知三棱锥S-ABC的三条侧棱SA、SB、SC两两互相垂直且长度分别为a、b、c,设O为S在底面ABC上的射影.求证:

(1)O为△ABC的垂心;

(2)O在△ABC内;

(3)设SO=h,则 + +=.

证明:(1)∵SA⊥SB,SA⊥SC,

∴SA⊥平面SBC,BC平面SBC.∴SA⊥BC.

而AD是SA在平面ABC上的射影,∴AD⊥BC.

同理可证AB⊥CF,AC⊥BE,故O为△ABC的垂心.

(2)证明△ABC为锐角三角形即可.不妨设a≥b≥c,则底面三角形ABC中,AB=为最大,从而∠ACB为最大角.

用余弦定理求得:cos∠ACB=>0,

∴∠ACB为锐角,△ABC为锐角三角形.故O在△ABC内.

(3)SB·SC=BC·SD,

故SD=,= +,

又SA·SD=AD·SO,

==

= += ++=.

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7. (2006山东)如图,已知平面平行于三棱锥的底面ABC,等边△所在的平面与底面ABC垂直,且∠ACB=90°,设

(1)求证直线是异面直线与的公垂线;

(2)求点A到平面VBC的距离;

(3)求二面角的大小.

证明(Ⅰ)∵平面∥平面,

∵∴

又∵平面⊥平面,平面∩平面,∴⊥平面,

 ,

又,.

为与的公垂线.

解(Ⅱ):过A作于D, 

∵△为正三角形,∴D为的中点.

∵BC⊥平面  ∴,

又,∴AD⊥平面,

∴线段AD的长即为点A到平面的距离.

在正△中,.

∴点A到平面的距离为.

解法2:取AC中点O连结,则⊥平面,且=.

由(Ⅰ)知,设A到平面的距离为x,

,

即,

解得.即A到平面的距离为.

则

 

∴到平面的距离为.

(III)过点作于,连,由三重线定理知

是二面角的平面角.

在中,

  .

.

所求二面角大小为arctan.

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5. 4  192π;  6.距离为12.

[解答题]

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6.已知球面上的三点A、B、C,AB=6,BC=8,AC=10,球的半径为13,则球心到平面ABC的距离为     .

◆答案提示: 1-3.ACC;   4. 1∶3∶5;

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5.(2004年北京)地球仪上北纬30°纬线的长度为12πcm,该地球仪的半径是_________cm,表面积是_________cm2.

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4.过棱锥高的三等分点作两个平行于底面的截面,它们将棱锥的侧面分成三部分的面积的比(自上而下)为__________.

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3.各顶点都在一个球面上的正四棱柱高为4,体积为16,则这个球的表面积是(  )

A.  B.  C.   D.

[填空题]

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2.长方体的一个顶点上三条棱长为3、4、5,且它的八个顶点都在一个球面上,这个球的表面积是 (  )

A.20π    B.25π    C.50π      D.200π

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同步练习册答案