//
④BE与CD1所成角的正弦值为;
⑤二面角A﹣BD1﹣C的大小为. 其中真命题是 ②③④ .(写出所有真命题的序号)
【分析】对5个命题分别进行判断,即可得出结论. 【解答】解:①由于A1B1∥平面ABC1D1,故B1到平面ABC1D1的距离即点E到平面ABC1D1的距离, 连接B1C交BC1于F,则易得B1F垂直于平面ABC1D1,而B1F=
,故点E到平面ABC1D1
的距离为,故①错; ②易得B1C垂直于平面ABC1D1,故∠CBC1为直线BC与平面ABC1D1所成的角,且为45°,故②正确;
③易得空间四边形ABCD1在正方体的面ABCD、面A1B1C1D1内的射影面积为1,在面BB1C1C内、面AA1D1D内的射影面积为,在面ABB1A1内、面CC1D1D内的射影面积为,故③正确;
,BA1=
,
④BE与CD1所成的角,即为BA1与BE所成角,即为∠A1BE,A1E=,BE=
cos∠A1BE==,sin∠A1BE=,故④正确;
⑤在直角三角形BAD1中过A作AH垂直于BD1,连接CH,易知CH垂直于BD1,故∠AHC
是二面角A﹣BD1﹣C的平面角,由余弦定理得,cos∠AHC=∠AHC=,故⑤错.
故答案为:②③④
=﹣,故
//
【点评】本题考查命题的真假判断,考查空间线面位置关系,考查空间角,考查学生分析解决问题的能力,知识综合性强.
三.解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.(10分)(2014黄浦区二模)(文) 已知矩形ABB1A1是圆柱体的轴截面,O、O1分别是下底面圆和上底面圆的圆心,母线长与底面圆的直径长之比为2:1,且该圆柱体的体积为32π,如图所示. (1)求圆柱体的侧面积S侧的值;
(2)若C1是半圆弧A1B1的中点,点C在半径OA上,且OC=OA,异面直线CC1与BB1所成的角为θ,求sinθ的值.
【分析】(1)利用圆柱体的体积为32π,求出R,即可求圆柱体的侧面积S侧的值;
(2)设D是线段A1O1的中点,联结D1C,DC,O1C1,则C1O1⊥A1B1,CO∥BB1,因此,∠C1CD就是异面直线CC1与BB1所成的角,求出DC1=
,CC1=
,即可求sinθ的值.
【解答】解:(1)设圆柱的底面圆的半径为R,依据题意,有AA1=2AB=4R, ∴πR2AA1=32π, ∴R=2. ∴S侧=2πRAA1=32π.
//
(2)设D是线段A1O1的中点,联结D1C,DC,O1C1,则C1O1⊥A1B1,CO∥BB1.
因此,∠C1CD就是异面直线CC1与BB1所成的角,即∠C1CD=θ. 又R=2,∠C1CD=,∠C1O1D=90°, ∴DC1=
,CC1=
.
∴sinθ==.
【点评】本题考查圆柱体的侧面积,考查异面直线所成的角,考查学生的计算能力,属于中档题. 18.(12分)(2012秋台州期中)如图四边形ABCD为梯形,AD∥BC,∠ABC=90°,求图中阴影部分绕AB旋转一周所形成的几何体的表面积和体积.
【分析】旋转后几何体是一个圆台,从上面挖去一个半球,根据数据利用面积公式与体积公式,可求其表面积和体积. 【解答】解:由题意知,所求旋转体的表面积由三部分组成: 圆台下底面、侧面和一半球面 (3分) S半球=8π,S圆台侧=35π,S圆台底=25π.
故所求几何体的表面积为:8π+35π+25π=68π (7分) 由
,(9分)
(11分)
所以,旋转体的体积为 (12分)
【点评】本题考查组合体的面积、体积问题,考查空间想象能力,数学公式的应用,是中档题. 19.(12分)(2014湖北模拟)如图所示,PA⊥平面ABCD,ABCD是矩形,AB=1,AD=点F是PB的中点,点E在边BC上移动. (Ⅰ)若PA=1,求证:AF⊥PC;
,
//
(Ⅱ)若二面角P﹣BC﹣A的大小为60°,则CE为何值时,三棱锥F﹣ACE的体积为?
【分析】(Ⅰ)证明AF⊥PC,只需证明AF⊥平面PBC;
(Ⅱ)确定∠PAB为二面角P﹣BC﹣A的一个平面角,利用三棱锥F﹣ACE的体积为,求出CE. 【解答】(Ⅰ)证明:∵PA=AB=1,F为PB中点, ∴AF⊥PB(1分) 又∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BC(2分) 又∵ABCD是矩形,∴AB⊥BC(3分) ∴BC⊥平面PAB,而AF?平面PAB(4分) ∴AF⊥BC,∴AF⊥平面PBC(5分) 而PC?平面PBC,∴AF⊥PC(6分) (Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:PB⊥BC且AB⊥BC(7分) ∴∠PAB为二面角P﹣BC﹣A的一个平面角, 则∠PAB=60° (8分) ∴∴即
(9分)
,解得
时,三棱锥F﹣ACE的体积为(12分)
(11分)
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