題目列表(包括答案和解析)
如圖,已知圓錐體的側(cè)面積為
,底面半徑
和
互相垂直,且
,
是母線
的中點(diǎn).
(1)求圓錐體的體積;
(2)異面直線與
所成角的大小(結(jié)果用反三角函數(shù)表示).
【解析】本試題主要考查了圓錐的體積和異面直線的所成的角的大小的求解。
第一問(wèn)中,由題意,得
,故
從而體積.2中取OB中點(diǎn)H,聯(lián)結(jié)PH,AH.
由P是SB的中點(diǎn)知PH//SO,則(或其補(bǔ)角)就是異面直線SO與PA所成角.
由SO平面OAB,
PH
平面OAB,PH
AH.在
OAH中,由OA
OB得
;
在中,
,PH=1/2SB=2,
,
則,所以異面直線SO與P成角的大arctan
解:(1)由題意,得
,
故從而體積
.
(2)如圖2,取OB中點(diǎn)H,聯(lián)結(jié)PH,AH.
由P是SB的中點(diǎn)知PH//SO,則(或其補(bǔ)角)就是異面直線SO與PA所成角.
由SO平面OAB,
PH
平面OAB,PH
AH.
在OAH中,由OA
OB得
;
在中,
,PH=1/2SB=2,
,
則,所以異面直線SO與P成角的大arctan
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.
(Ⅰ)證明PC⊥AD;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;
(Ⅲ)設(shè)E為棱PA上的點(diǎn),滿足異面直線BE與CD所成的角為30°,求AE的長(zhǎng).
【解析】解法一:如圖,以點(diǎn)A為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,依題意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0), ,P(0,0,2).
(1)證明:易得,
于是
,所以
(2) ,
設(shè)平面PCD的法向量
,
則,即
.不防設(shè)
,可得
.可取平面PAC的法向量
于是
從而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值為.
(3)設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,0,h),其中,由此得
.
由,故
所以,,解得
,即
.
解法二:(1)證明:由,可得
,又由
,
,故
.又
,所以
.
(2)如圖,作于點(diǎn)H,連接DH.由
,
,可得
.
因此,從而
為二面角A-PC-D的平面角.在
中,
,由此得
由(1)知
,故在
中,
因此所以二面角
的正弦值為
.
(3)如圖,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012071821180638818491/SYS201207182118431693242163_ST.files/image044.png">,故過(guò)點(diǎn)B作CD的平行線必與線段AD相交,設(shè)交點(diǎn)為F,連接BE,EF. 故或其補(bǔ)角為異面直線BE與CD所成的角.由于BF∥CD,故
.在
中,
故
在中,由
,
,
可得.由余弦定理,
,
所以.
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