【点睛】
本题考查线面垂直的判定,考查三角形面积的计算,熟悉正方体中线面垂直关系是解题的关键,属于中档题.
14.如图,在正三棱柱ABC?A1B1C1中,AB?2,AA,D,F分别是棱AB,1?23AA1的中点,E为棱AC上的动点,则?DEF的周长的最小值为()
A.22?2 C.6?2 【答案】D 【解析】 【分析】
B.23?2 D.7?2
根据正三棱柱的特征可知?ABC为等边三角形且AA1?平面ABC,根据AA1?AD可利用勾股定理求得DF?2;把底面ABC与侧面ACC1A1在同一平面展开,可知当D,E,F三点共线时,DE?EF取得最小值;在?ADF中利用余弦定理可求得最小值,加和得到结果. 【详解】
Q三棱柱ABC?A1B1C1为正三棱柱 ∴?ABC为等边三角形且AA1?平面ABC
QAD?平面ABC ?AA1?AD ?DF?1?3?2
把底面ABC与侧面ACC1A1在同一平面展开,如下图所示:
当D,E,F三点共线时,DE?EF取得最小值 又?FAD?150o,AF?3,AD?1
2??DE?EF?min?3??AF?AD?2AF?ADcos?FAD?4?23????2???7 ??2??DEF周长的最小值为:7?2
本题正确选项:D 【点睛】
本题考查立体几何中三角形周长最值的求解问题,关键是能够将问题转化为侧面上两点间最短距离的求解问题,利用侧面展开图可知三点共线时距离最短.
15.若底面是菱形的棱柱其侧棱垂直于底面,且侧棱长为5,它的对角线的长分别是9和15,则这个棱柱的侧面积是( ). A.130 【答案】D 【解析】
B.140
C.150
D.160
?9,BD1?15, 设直四棱柱ABCD?A1B1C1D1中,对角线AC1 因为A1A?平面ABCD,ACì,平面ABCD,所以A1A?AC, 在Rt?A1AC中,A1A?5,可得AC? 同理可得BD?2AC?A1A2?56, 1D1B2?D1D2?200?102,
因为四边形ABCD为菱形,可得AC,BD互相垂直平分, 所以AB?11(AC)2?(BD)2?14?50?8,即菱形ABCD的边长为8, 22 因此,这个棱柱的侧面积为S?(AB?BC?CD?DA)?AA1?4?8?5?160, 故选D.
点睛:本题考查了四棱锥的侧面积的计算问题,解答中通过给出的直四棱柱满足的条件,
求得底面菱形的边长,进而得出底面菱形的底面周长,即可代入侧面积公式求得侧面积,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,以及空间想象能力,其中正确认识空间几何体的结构特征和线面位置关系是解答的关键.
16.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实(虚)线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的体积为( )
A.64 【答案】D 【解析】
B.
64 3C.16 D.
16 3
根据三视图知几何体是:三棱锥D?ABC为棱长为4的正方体一部分,直观图如图所示:B是棱的中点,由正方体的性质得,CD?平面ABC,?ABC的面积
1116S??2?4?4,所以该多面体的体积V??4?4?,故选D.
233
17.三棱锥D?ABC中,CD?底面ABC,?ABC为正三角形,若
AE//CD,AB?CD?AE?2,则三棱锥D?ABC与三棱锥E?ABC的公共部分构成的
几何体的体积为( ) A.3 9B.3 3C.
1 3D.3 【答案】B 【解析】
根据题意画出如图所示的几何体:
∴三棱锥D?ABC与三棱锥E?ABC的公共部分构成的几何体为三棱锥F?ABC ∵ABC为正三角形,AB?2 ∴S?ABC?13?2?2??3 22∵CD?底面ABC,AE//CD,CD?AE?2 ∴四边形AEDC为矩形,则F为EC与AD的中点 ∴三棱锥F?ABC的高为
1CD?1 213 ?3?1?33∴三棱锥F?ABC的体积为V?故选B.
18.如图,直三棱柱ABC?A?B?C?的侧棱长为3,AB?BC,AB?BC?3,点E,
F分别是棱AB,BC上的动点,且AE?BF,当三棱锥B??EBF的体积取得最大值
时,则异面直线A?F与AC所成的角为( )
A.
? 2B.
? 3C.
? 4D.
? 6【答案】C 【解析】 【分析】
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