立体几何
1.用斜二测画法画出长为6,宽为4的矩形水平放置的直观图,则该直观图面积为 ( ) A. 12 B.24
C.
2.设m , n 是不同的直线,α, β是不同的平面,下列命题中正确的是 ( ) A .若m //α, n ⊥β, m ⊥n ,则α⊥β B .若m //α, n ⊥β, m ⊥n ,则α//β C .若m //α, n ⊥β, m //n ,则α⊥β D .若m //α, n ⊥β, m //n ,则α//β
3.如图,棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 为线段A 1B 上的动点,则下列结论错误的是
..
A .DC 1⊥D 1P B .平面D 1A 1P ⊥平面A 1AP C .∠APD 1的最大值为90 D .AP +PD 1的最小值为2+
4.一个几何体的三视图如图所示(单位:m) ,则该几何体的体积为______m3.
5.若某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积等于 .
2
7.如图,一个盛满水的三棱锥容器,不久发现三条侧棱上各有一个小洞D , E , F ,且知
SD :DA =SE :EB =CF :FS =2:1,若仍用这个容器盛水,则最多可盛水的体积是原来的 .
S
A
B E
C
8.如图,四边形ABCD 为正方形,QA ⊥平面ABCD ,PD ∥QA ,QA =AB =
1PD. 2
(1)证明:PQ ⊥平面DCQ ;
(2)求棱锥Q ABCD 的体积与棱锥P DCQ 的体积的比值.[来
9.如图所示的多面体中,ABCD 是菱形,BDEF 是矩形,ED ⊥面ABCD , ∠BAD =(1)求证:平面BCF //平面AED .
(2)若BF =BD =a , 求四棱锥A -BDEF 的体积。
π
3
.
10.在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,PD ⊥底面ABCD ,AB =1,BC =2,PD =分别为AP 、CD 的中点. (1) 求证:AD ⊥PC ;
(2) 求证:FG //平面BCP ;
,G 、F
G
A
C
11.如图,多面体AEDBFC 的直观图及三视图如图所示,M , N 分别为AF , BC 的中点. (1)求证:MN //平面CDEF ; (2)求多面体A -CDEF 的体积.
D
C
2
22
E
M
A
直观图
N
F
正视图
2侧视图
B
2
2俯视图
12.如图,在三棱锥P -ABC 中,∠ABC =90,PA ⊥平面ABC ,E , F 分别为PB , PC 的中点. (1)求证:EF //平面ABC ;
(2)求证:平面AEF ⊥平面PAB .
A
13.如图,在三棱锥P —ABC 中,D ,E ,F 分别为棱PC ,AC ,AB 的中点.已知PA ⊥AC ,PA=6,BC=8,DF=5.
求证:(1)直线PA ∥平面DFE ; (2)平面BDE ⊥平面ABC .
14.如图. 直三棱柱ABC —A 1B 1C 1 中,A 1B 1= A1C 1, 点D 、E 分别是棱BC ,CC 1上的点(点D 不同于点C ),且AD ⊥DE ,F 为B 1C 1的中点. 求证:(1)平面ADE ⊥平面BCC 1B 1 (2)直线A 1F ∥平面ADE . A 1
1
A
1 E C
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:斜二测法:要求长边,宽减半,直角变为450角,则面积为:6⨯2⨯sin 450=62. 考点:直观图与立体图的大小关系. 2.C 【解析】
试题分析:此题只要举出反例即可,A,B 中由n ⊥β, m ⊥n 可得n //β, 则α, β可以为任意角度的两平面,A,B 均错误.C,D 中由n ⊥β, m //n 可得m ⊥β,则有α//β, 故C 正确,D 错误.
考点:线,面位置关系. 3.C
【解析】
试题分析:DC 1⊥面A 1BCD 1,∴A 正确;D 1A 1⊥面ABB ∴B 正确;当0
2
2
时,∠APD 1为钝角,∴C 错;将面AA 1B 与面ABB 1A 1沿A 1B 展成平面图形,线段A 1D 即为AP +PD 1的最小值,解三角形易得A 1D =2+考点:线线垂直、线面垂直、面面垂直. 4.4 【解析】
2, ∴D 正确. 故选C.
试题分析:已知三视图对应的几何体的直观图,如图所示:以其体积为:V =2⨯1⨯1+1⨯1⨯2=4,故应填入:4. 考点:三视图. 5.24
,所
【解析】
试题分析:由三视图可知,原几何体是一个三棱柱被截去了一个小三棱锥得到的,如图
V =
111
⨯3⨯4⨯5-(⨯3⨯4) ⨯3=24. 232
考点:三视图. 【答案】12 【解析】
试题分析:该几何体是一个直三棱柱,底面是等腰直角三角形 体积为V =⨯2⨯2⨯6=12
考点:三视图,几何体的体积. 7.
23 27
23
19
,若27
【解析】
3
试题分析:过DE 作截面平行于平面ABC , 可得截面下体积为原体积的1-()=3过点F ,作截面平行于平面SAB , 可得截面上的体积为原体积的()=
2
38,若C 为最低点,27
以平面DEF 为水平上面,则体积为原体积的1-考点:体积相似计算. 8.(1)祥见解析; (2)1. 【解析】
22123
,此时体积最大. ⨯⨯=
33327
试题分析:(1)要证直线与平面垂直,只须证明直线与平面内的两条相交直线垂直即可,注意到QA ⊥平面ABCD ,所以有平面PDAQ ⊥平面ABCD ,且交线为AD ,又因为四边形ABCD 为正方形,由面面垂直的性质可得DC ⊥平面PDAQ ,从而有PQ ⊥DC ,又因为PD ∥QA ,且QA =AB =
1
PD ,所以四边形PDAQ 为直角梯形,利用勾股定理的逆定理可证PQ ⊥QD ;从2
而可证 PQ ⊥平面DCQ ;(2)设AB =a ,则由(1)及已知条件可用含a 的式子表示出棱锥Q -ABCD 的体积和棱锥P -DCQ 的体积从而就可求出其比值. 试题解析:(1)证明:由条件知PDAQ 为直角梯形.
因为QA ⊥平面ABCD ,所以平面PDAQ ⊥平面ABCD ,交线为AD. 又四边形ABCD 为正方形,DC ⊥AD , 所以DC ⊥平面PDAQ. 可得PQ ⊥DC. 在直角梯形PDAQ 中可得DQ =PQ
=则PQ ⊥QD. 所以PQ ⊥平面DCQ.
(2)设AB =a. 由题设知AQ 为棱锥Q ABCD 的高,所以棱锥Q -ABCD 的体积V 1=
PD , 2
13a . 3
由(1)知PQ 为棱锥P -DCQ 的高,而PQ
,△DCQ
2a , 所以棱锥P -DCQ 的体积V 2=
13a . 3
故棱锥Q -ABCD 的体积与棱锥P -DCQ 的体积的比值为1. 考点:1.线面垂直;2.几何体的体积. 9.(1)证明过程详见解析;(2
)【解析】
3
a . 6
试题分析:本题主要考查线线平行、线面平行、面面平行、四棱锥的体积等基础知识,考查学生的空间想象能力、逻辑推理能力、计算能力. 第一问,由于ABCD 是菱形,得到BC //AD ,利用线面平行的判定,得BC //面ADE ,由于BDEF 为矩形,得BF//DE,同理可得BF//面ADE ,利用面面平行的判定,得到面BCF//面AED ;第二问,通过证明得到AO ⊥面BDEF ,则AO 为四棱锥A -BDEF 的高,再求出BDEF 的面积,最后利用体积公式V =1
Sh ,计算四棱锥A-BDEF 的体积.
试题解析:证明:(1)由ABCD 是菱形
∴BC //AD
BC ⊄面ADE , AD ⊂面ADE ∴BC //面ADE 3分
由BDEF 是矩形∴BF //DE
BF ⊄面ADE , DE ⊂面ADE ∴BF //面ADE
BC ⊂面BCF , BF ⊂面BCF , BC
BF =B
∴平面BCF //平面AED . 6分 (2)连接AC ,AC
BD =O
由ABCD 是菱形, ∴AC ⊥BD
由ED ⊥面ABCD , AC ⊂面ABCD ∴ED ⊥AC
ED , BD ⊂面BDEF , ED
BD =D ∴AO ⊥面BDEF ,则AO 为四棱锥A -BDEF 的高 由ABCD 是菱形,∠BAD =
π
3
,则∆A BD 为等边三角形,
由BF =BD =
a ;则AD =a , AO =
2S BDEF =a 2,
,
V 13
A -BDEF =3⋅a 2⋅2a =6a 14分
考点:线线平行、线面平行、面面平行、四棱锥的体积.
10.(1)见解析;(2)见解析.
3
分
10
【解析】
试题分析:(1)欲证线线垂直往往通过证明线面垂直(即证明其中一条线垂直于另一条所在平面);(2)欲证线面平行,需在平面内寻找一条直线,并证此线平行于另一直线. 此题也可以采用空间向量证明,即证明FG 的方向向量垂直于平面BCP 的法向量n 即可. 试题解析:(1)证明: 底面ABCD 为矩形 ∴AD ⊥CD
PD ⊥底面ABCD , AD ⊂平面ABCD ∴AD ⊥PD
CD PD =D ∴AD ⊥平面PDC PC ⊂平面ABCD ∴AD ⊥PC
G
A
C
(2)证明:取BP 中点H ,连接GH , CH
G , F 分别为AP , DC 中点
//1//1∴GH =AB , FC =AB
22//FC ∴GH =∴四边形GFCH 是平行四边形, ∴FG //CH ,CH ⊂平面BCP ,FG ⊄平面BCP ∴FG //平面BCP
考点:(1)线线垂直;(2)线面平面.
11.(1)证明:见解析;(2)多面体A -CDEF 的体积
8
. 3
【解析】
试题分析: (1)由多面体AEDBFC 的三视图知,三棱柱AED -BFC 中, 底面DAE 是等腰
直角三角形,DA =AE =2,DA ⊥平面ABEF , 侧面ABFE , ABCD 都是边长为2的正方形.
连结EB ,则M 是EB 的中点,由三角形中位线定理得MN //EC ,得证. (2)利用DA ⊥平面ABEF ,得到EF ⊥AD ,
再据EF ⊥AE ,得到EF ⊥平面ADE ,从而可得:四边形 CDEF 是矩形, 且侧面CDEF ⊥平面DAE .
取DE 的中点H
, 得到AH =且AH ⊥平面CDEF .利用体积公式计算.
118
S CDEF ⋅AH =DE ⋅EF ⋅AH =. 12分 333
试题解析: (1)证明:由多面体AEDBFC 的三视图知,三棱柱AED -BFC 中, 底面DAE 是等腰
所以多面体A -CDEF 的体积V =
直角三角形,DA =AE =2,DA ⊥平面ABEF , 侧面ABFE , ABCD 都是边长为2的 正方形.连结EB ,则M 是EB 的中点, 在△EBC 中,MN //EC ,
且EC ⊂平面CDEF ,MN ⊄平面CDEF , ∴MN ∥平面CDEF . 6分
D
A
F
(2)因为DA ⊥平面ABEF ,EF ⊂平面ABEF , ∴EF ⊥AD ,
又EF ⊥AE ,所以,EF ⊥平面ADE ,
∴四边形 CDEF 是矩形, 且侧面CDEF ⊥平面DAE 8分 取DE 的中点H , DA ⊥AE , DA =AE =2, ∴AH =
2, 且AH ⊥平面
C D E .F 10分
118
S CDEF ⋅AH =DE ⋅EF ⋅AH =. 12分 333
考点:三视图,平行关系,垂直关系,几何体的体积. 12.(1)见解析;(2)见解析 【解析】 试题分析:(1)由E 、F 分别为PB 、PC 中点根据三角形中位线定理知EF ∥BC ,根据线面平行的判定知EF ∥面ABC ;(2)由PA ⊥面PABC 知,PA ⊥BC ,结合AB ⊥BC ,由线面垂直的判定定理知,BC ⊥面PAB ,由(1)知EF ∥BC ,根据线面垂直性质有EF ⊥面PAB ,再由面面垂直判定定理即可证明面AEF ⊥面PAB.
所以多面体A -CDEF 的体积V =
试题解析:证明:(1)在∆PBC 中, E , F 分别为PB , PC 的中点∴EF //BC 3分 又BC ⊂平面ABC ,EF ⊄平面ABC ∴EF //平面ABC 7分 (2)由条件,PA ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC
∴PA ⊥BC ∠ABC =90︒,即AB ⊥BC , 10分 由EF //BC ,∴EF ⊥AB ,EF ⊥PA
又PA ⋂AB =A ,PA , AB 都在平面PAB 内 ∴EF ⊥平面PAB
又 EF ⊂平面AEF ∴平面AEF ⊥平面PAB 14分
考点:线面垂直的判定与性质;面面垂直判定定理;线面平行判定;推理论证能力
13.(1)详见解析; (2) 详见解析.
【解析】 试题分析:(1) 由线面平行的判定定理可知, 只须证PA 与平面DEF 内的某一条直线平行即可, 由已知及图形可知应选择DE, 由三角形的中位线的性质易知: DE∥PA ,从而问题得证;注意线PA 在平面DEG 外, 而DE 在平面DEF 内必须写清楚;(2) 由面面垂直的判定定理可知, 只须证两平中的某一直线与另一个平面垂直即可,注意题中已知了线段的长度,那就要注意利用勾股定理的逆定理来证明直线与直线的垂直;通过观察可知:应选择证DE 垂直平面ABC 较好, 由(1)可知:DE⊥AC, 再就只须证DE ⊥EF 即可;这样就能得到DE ⊥平面ABC ,又DE ⊂平面BDE ,从面而有平面BDE ⊥平面ABC .
试题解析:(1)因为D ,E 分别为PC,AC 的中点,所以DE ∥PA. 又因为PA ⊄平面DEF ,DE ⊂平面DEF ,所以直线PA ∥平面DEF.
(2)因为D ,E ,F 分别人棱PC,AC ,AB 的中点,PA =6,BC =8,所以DE ∥PA ,DE =EF =
1
PA =3,2
1
BC =4. 2
又因为DF =5,故DF 2=DE 2+EF2,所以∠DEF=90。,即DE ⊥EF. 又PA ⊥AC ,DE ∥PA ,所以DE ⊥AC.
因为AC ∩EF=E,AC ⊂平面ABC ,EF ⊂平面ABC ,所以DE ⊥平面ABC . 又DE ⊂平面BDE ,所以平面BDE ⊥平面ABC . 考点:1. 线面平行;2. 面面垂直. 14.(1)详见解析;(2)详见解析.
【解析】 试题分析:(1)由面面垂直的判定定理可知:要证两个平面互相垂直,只须证明其中一个平面内的一条直线与另一个平面垂直即可;观察图形及已知条件可知:只须证平面ADE 内的直线AD 与平面BCC 1B 1垂直即可; 而由已知有: AD ⊥DE, 又在直三棱柱中易知CC 1⊥面ABC, 而AD ⊂平面ABC ,∴ CC1⊥AD, 从而有AD ⊥面B CC1 B1, 所以有平面ADE ⊥平面BCC 1B 1;(2)由线面平行的判定定理可知:要证线面平行,只须证明直线与平面内的某一条直线平行即可;不难发现只须证明A 1F ∥AD ,由(1)知AD ⊥面B CC1 B1,故只须证明A 1F ⊥平面BCC 1B 1,这一点很容易获得. 试题解析:(1) ABC —A 1B 1C 1是直三棱柱,∴CC 1⊥面ABC , 又AD ⊂平面ABC ,∴ CC1⊥AD
又 AD ⊥DE ,CC 1,DE ⊂平面B CC1B 1,CC 1∩DE=E
∴AD ⊥面B CC1 B1 又AD ⊂面ADE
∴平面ADE ⊥平面BCC 1B 1 6分
(2) A1B 1= A1C 1,F 为B 1C 1的中点, AF ⊥B 1C 1 CC1⊥面A 1B 1C 1且A,F ⊂平面A 1B 1C 1 ∴ CC1⊥A 、F
又CC 1,A,F ⊂平面BCC 1B 1,CC 1∩B 1C 1= C1
∴ A1F ⊥平面BCC 1B 1 由(1)知AD ⊥平面BCC 1B 1 ∴ A1F ∥AD ,又AD ⊂平面ADE ,A 1F ⊄平面ADE ∴ A1F ∥平面ADE 12分
考点:1.面面垂直;2.线面平行.
立体几何
1.用斜二测画法画出长为6,宽为4的矩形水平放置的直观图,则该直观图面积为 ( ) A. 12 B.24
C.
2.设m , n 是不同的直线,α, β是不同的平面,下列命题中正确的是 ( ) A .若m //α, n ⊥β, m ⊥n ,则α⊥β B .若m //α, n ⊥β, m ⊥n ,则α//β C .若m //α, n ⊥β, m //n ,则α⊥β D .若m //α, n ⊥β, m //n ,则α//β
3.如图,棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 为线段A 1B 上的动点,则下列结论错误的是
..
A .DC 1⊥D 1P B .平面D 1A 1P ⊥平面A 1AP C .∠APD 1的最大值为90 D .AP +PD 1的最小值为2+
4.一个几何体的三视图如图所示(单位:m) ,则该几何体的体积为______m3.
5.若某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积等于 .
2
7.如图,一个盛满水的三棱锥容器,不久发现三条侧棱上各有一个小洞D , E , F ,且知
SD :DA =SE :EB =CF :FS =2:1,若仍用这个容器盛水,则最多可盛水的体积是原来的 .
S
A
B E
C
8.如图,四边形ABCD 为正方形,QA ⊥平面ABCD ,PD ∥QA ,QA =AB =
1PD. 2
(1)证明:PQ ⊥平面DCQ ;
(2)求棱锥Q ABCD 的体积与棱锥P DCQ 的体积的比值.[来
9.如图所示的多面体中,ABCD 是菱形,BDEF 是矩形,ED ⊥面ABCD , ∠BAD =(1)求证:平面BCF //平面AED .
(2)若BF =BD =a , 求四棱锥A -BDEF 的体积。
π
3
.
10.在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,PD ⊥底面ABCD ,AB =1,BC =2,PD =分别为AP 、CD 的中点. (1) 求证:AD ⊥PC ;
(2) 求证:FG //平面BCP ;
,G 、F
G
A
C
11.如图,多面体AEDBFC 的直观图及三视图如图所示,M , N 分别为AF , BC 的中点. (1)求证:MN //平面CDEF ; (2)求多面体A -CDEF 的体积.
D
C
2
22
E
M
A
直观图
N
F
正视图
2侧视图
B
2
2俯视图
12.如图,在三棱锥P -ABC 中,∠ABC =90,PA ⊥平面ABC ,E , F 分别为PB , PC 的中点. (1)求证:EF //平面ABC ;
(2)求证:平面AEF ⊥平面PAB .
A
13.如图,在三棱锥P —ABC 中,D ,E ,F 分别为棱PC ,AC ,AB 的中点.已知PA ⊥AC ,PA=6,BC=8,DF=5.
求证:(1)直线PA ∥平面DFE ; (2)平面BDE ⊥平面ABC .
14.如图. 直三棱柱ABC —A 1B 1C 1 中,A 1B 1= A1C 1, 点D 、E 分别是棱BC ,CC 1上的点(点D 不同于点C ),且AD ⊥DE ,F 为B 1C 1的中点. 求证:(1)平面ADE ⊥平面BCC 1B 1 (2)直线A 1F ∥平面ADE . A 1
1
A
1 E C
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:斜二测法:要求长边,宽减半,直角变为450角,则面积为:6⨯2⨯sin 450=62. 考点:直观图与立体图的大小关系. 2.C 【解析】
试题分析:此题只要举出反例即可,A,B 中由n ⊥β, m ⊥n 可得n //β, 则α, β可以为任意角度的两平面,A,B 均错误.C,D 中由n ⊥β, m //n 可得m ⊥β,则有α//β, 故C 正确,D 错误.
考点:线,面位置关系. 3.C
【解析】
试题分析:DC 1⊥面A 1BCD 1,∴A 正确;D 1A 1⊥面ABB ∴B 正确;当0
2
2
时,∠APD 1为钝角,∴C 错;将面AA 1B 与面ABB 1A 1沿A 1B 展成平面图形,线段A 1D 即为AP +PD 1的最小值,解三角形易得A 1D =2+考点:线线垂直、线面垂直、面面垂直. 4.4 【解析】
2, ∴D 正确. 故选C.
试题分析:已知三视图对应的几何体的直观图,如图所示:以其体积为:V =2⨯1⨯1+1⨯1⨯2=4,故应填入:4. 考点:三视图. 5.24
,所
【解析】
试题分析:由三视图可知,原几何体是一个三棱柱被截去了一个小三棱锥得到的,如图
V =
111
⨯3⨯4⨯5-(⨯3⨯4) ⨯3=24. 232
考点:三视图. 【答案】12 【解析】
试题分析:该几何体是一个直三棱柱,底面是等腰直角三角形 体积为V =⨯2⨯2⨯6=12
考点:三视图,几何体的体积. 7.
23 27
23
19
,若27
【解析】
3
试题分析:过DE 作截面平行于平面ABC , 可得截面下体积为原体积的1-()=3过点F ,作截面平行于平面SAB , 可得截面上的体积为原体积的()=
2
38,若C 为最低点,27
以平面DEF 为水平上面,则体积为原体积的1-考点:体积相似计算. 8.(1)祥见解析; (2)1. 【解析】
22123
,此时体积最大. ⨯⨯=
33327
试题分析:(1)要证直线与平面垂直,只须证明直线与平面内的两条相交直线垂直即可,注意到QA ⊥平面ABCD ,所以有平面PDAQ ⊥平面ABCD ,且交线为AD ,又因为四边形ABCD 为正方形,由面面垂直的性质可得DC ⊥平面PDAQ ,从而有PQ ⊥DC ,又因为PD ∥QA ,且QA =AB =
1
PD ,所以四边形PDAQ 为直角梯形,利用勾股定理的逆定理可证PQ ⊥QD ;从2
而可证 PQ ⊥平面DCQ ;(2)设AB =a ,则由(1)及已知条件可用含a 的式子表示出棱锥Q -ABCD 的体积和棱锥P -DCQ 的体积从而就可求出其比值. 试题解析:(1)证明:由条件知PDAQ 为直角梯形.
因为QA ⊥平面ABCD ,所以平面PDAQ ⊥平面ABCD ,交线为AD. 又四边形ABCD 为正方形,DC ⊥AD , 所以DC ⊥平面PDAQ. 可得PQ ⊥DC. 在直角梯形PDAQ 中可得DQ =PQ
=则PQ ⊥QD. 所以PQ ⊥平面DCQ.
(2)设AB =a. 由题设知AQ 为棱锥Q ABCD 的高,所以棱锥Q -ABCD 的体积V 1=
PD , 2
13a . 3
由(1)知PQ 为棱锥P -DCQ 的高,而PQ
,△DCQ
2a , 所以棱锥P -DCQ 的体积V 2=
13a . 3
故棱锥Q -ABCD 的体积与棱锥P -DCQ 的体积的比值为1. 考点:1.线面垂直;2.几何体的体积. 9.(1)证明过程详见解析;(2
)【解析】
3
a . 6
试题分析:本题主要考查线线平行、线面平行、面面平行、四棱锥的体积等基础知识,考查学生的空间想象能力、逻辑推理能力、计算能力. 第一问,由于ABCD 是菱形,得到BC //AD ,利用线面平行的判定,得BC //面ADE ,由于BDEF 为矩形,得BF//DE,同理可得BF//面ADE ,利用面面平行的判定,得到面BCF//面AED ;第二问,通过证明得到AO ⊥面BDEF ,则AO 为四棱锥A -BDEF 的高,再求出BDEF 的面积,最后利用体积公式V =1
Sh ,计算四棱锥A-BDEF 的体积.
试题解析:证明:(1)由ABCD 是菱形
∴BC //AD
BC ⊄面ADE , AD ⊂面ADE ∴BC //面ADE 3分
由BDEF 是矩形∴BF //DE
BF ⊄面ADE , DE ⊂面ADE ∴BF //面ADE
BC ⊂面BCF , BF ⊂面BCF , BC
BF =B
∴平面BCF //平面AED . 6分 (2)连接AC ,AC
BD =O
由ABCD 是菱形, ∴AC ⊥BD
由ED ⊥面ABCD , AC ⊂面ABCD ∴ED ⊥AC
ED , BD ⊂面BDEF , ED
BD =D ∴AO ⊥面BDEF ,则AO 为四棱锥A -BDEF 的高 由ABCD 是菱形,∠BAD =
π
3
,则∆A BD 为等边三角形,
由BF =BD =
a ;则AD =a , AO =
2S BDEF =a 2,
,
V 13
A -BDEF =3⋅a 2⋅2a =6a 14分
考点:线线平行、线面平行、面面平行、四棱锥的体积.
10.(1)见解析;(2)见解析.
3
分
10
【解析】
试题分析:(1)欲证线线垂直往往通过证明线面垂直(即证明其中一条线垂直于另一条所在平面);(2)欲证线面平行,需在平面内寻找一条直线,并证此线平行于另一直线. 此题也可以采用空间向量证明,即证明FG 的方向向量垂直于平面BCP 的法向量n 即可. 试题解析:(1)证明: 底面ABCD 为矩形 ∴AD ⊥CD
PD ⊥底面ABCD , AD ⊂平面ABCD ∴AD ⊥PD
CD PD =D ∴AD ⊥平面PDC PC ⊂平面ABCD ∴AD ⊥PC
G
A
C
(2)证明:取BP 中点H ,连接GH , CH
G , F 分别为AP , DC 中点
//1//1∴GH =AB , FC =AB
22//FC ∴GH =∴四边形GFCH 是平行四边形, ∴FG //CH ,CH ⊂平面BCP ,FG ⊄平面BCP ∴FG //平面BCP
考点:(1)线线垂直;(2)线面平面.
11.(1)证明:见解析;(2)多面体A -CDEF 的体积
8
. 3
【解析】
试题分析: (1)由多面体AEDBFC 的三视图知,三棱柱AED -BFC 中, 底面DAE 是等腰
直角三角形,DA =AE =2,DA ⊥平面ABEF , 侧面ABFE , ABCD 都是边长为2的正方形.
连结EB ,则M 是EB 的中点,由三角形中位线定理得MN //EC ,得证. (2)利用DA ⊥平面ABEF ,得到EF ⊥AD ,
再据EF ⊥AE ,得到EF ⊥平面ADE ,从而可得:四边形 CDEF 是矩形, 且侧面CDEF ⊥平面DAE .
取DE 的中点H
, 得到AH =且AH ⊥平面CDEF .利用体积公式计算.
118
S CDEF ⋅AH =DE ⋅EF ⋅AH =. 12分 333
试题解析: (1)证明:由多面体AEDBFC 的三视图知,三棱柱AED -BFC 中, 底面DAE 是等腰
所以多面体A -CDEF 的体积V =
直角三角形,DA =AE =2,DA ⊥平面ABEF , 侧面ABFE , ABCD 都是边长为2的 正方形.连结EB ,则M 是EB 的中点, 在△EBC 中,MN //EC ,
且EC ⊂平面CDEF ,MN ⊄平面CDEF , ∴MN ∥平面CDEF . 6分
D
A
F
(2)因为DA ⊥平面ABEF ,EF ⊂平面ABEF , ∴EF ⊥AD ,
又EF ⊥AE ,所以,EF ⊥平面ADE ,
∴四边形 CDEF 是矩形, 且侧面CDEF ⊥平面DAE 8分 取DE 的中点H , DA ⊥AE , DA =AE =2, ∴AH =
2, 且AH ⊥平面
C D E .F 10分
118
S CDEF ⋅AH =DE ⋅EF ⋅AH =. 12分 333
考点:三视图,平行关系,垂直关系,几何体的体积. 12.(1)见解析;(2)见解析 【解析】 试题分析:(1)由E 、F 分别为PB 、PC 中点根据三角形中位线定理知EF ∥BC ,根据线面平行的判定知EF ∥面ABC ;(2)由PA ⊥面PABC 知,PA ⊥BC ,结合AB ⊥BC ,由线面垂直的判定定理知,BC ⊥面PAB ,由(1)知EF ∥BC ,根据线面垂直性质有EF ⊥面PAB ,再由面面垂直判定定理即可证明面AEF ⊥面PAB.
所以多面体A -CDEF 的体积V =
试题解析:证明:(1)在∆PBC 中, E , F 分别为PB , PC 的中点∴EF //BC 3分 又BC ⊂平面ABC ,EF ⊄平面ABC ∴EF //平面ABC 7分 (2)由条件,PA ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC
∴PA ⊥BC ∠ABC =90︒,即AB ⊥BC , 10分 由EF //BC ,∴EF ⊥AB ,EF ⊥PA
又PA ⋂AB =A ,PA , AB 都在平面PAB 内 ∴EF ⊥平面PAB
又 EF ⊂平面AEF ∴平面AEF ⊥平面PAB 14分
考点:线面垂直的判定与性质;面面垂直判定定理;线面平行判定;推理论证能力
13.(1)详见解析; (2) 详见解析.
【解析】 试题分析:(1) 由线面平行的判定定理可知, 只须证PA 与平面DEF 内的某一条直线平行即可, 由已知及图形可知应选择DE, 由三角形的中位线的性质易知: DE∥PA ,从而问题得证;注意线PA 在平面DEG 外, 而DE 在平面DEF 内必须写清楚;(2) 由面面垂直的判定定理可知, 只须证两平中的某一直线与另一个平面垂直即可,注意题中已知了线段的长度,那就要注意利用勾股定理的逆定理来证明直线与直线的垂直;通过观察可知:应选择证DE 垂直平面ABC 较好, 由(1)可知:DE⊥AC, 再就只须证DE ⊥EF 即可;这样就能得到DE ⊥平面ABC ,又DE ⊂平面BDE ,从面而有平面BDE ⊥平面ABC .
试题解析:(1)因为D ,E 分别为PC,AC 的中点,所以DE ∥PA. 又因为PA ⊄平面DEF ,DE ⊂平面DEF ,所以直线PA ∥平面DEF.
(2)因为D ,E ,F 分别人棱PC,AC ,AB 的中点,PA =6,BC =8,所以DE ∥PA ,DE =EF =
1
PA =3,2
1
BC =4. 2
又因为DF =5,故DF 2=DE 2+EF2,所以∠DEF=90。,即DE ⊥EF. 又PA ⊥AC ,DE ∥PA ,所以DE ⊥AC.
因为AC ∩EF=E,AC ⊂平面ABC ,EF ⊂平面ABC ,所以DE ⊥平面ABC . 又DE ⊂平面BDE ,所以平面BDE ⊥平面ABC . 考点:1. 线面平行;2. 面面垂直. 14.(1)详见解析;(2)详见解析.
【解析】 试题分析:(1)由面面垂直的判定定理可知:要证两个平面互相垂直,只须证明其中一个平面内的一条直线与另一个平面垂直即可;观察图形及已知条件可知:只须证平面ADE 内的直线AD 与平面BCC 1B 1垂直即可; 而由已知有: AD ⊥DE, 又在直三棱柱中易知CC 1⊥面ABC, 而AD ⊂平面ABC ,∴ CC1⊥AD, 从而有AD ⊥面B CC1 B1, 所以有平面ADE ⊥平面BCC 1B 1;(2)由线面平行的判定定理可知:要证线面平行,只须证明直线与平面内的某一条直线平行即可;不难发现只须证明A 1F ∥AD ,由(1)知AD ⊥面B CC1 B1,故只须证明A 1F ⊥平面BCC 1B 1,这一点很容易获得. 试题解析:(1) ABC —A 1B 1C 1是直三棱柱,∴CC 1⊥面ABC , 又AD ⊂平面ABC ,∴ CC1⊥AD
又 AD ⊥DE ,CC 1,DE ⊂平面B CC1B 1,CC 1∩DE=E
∴AD ⊥面B CC1 B1 又AD ⊂面ADE
∴平面ADE ⊥平面BCC 1B 1 6分
(2) A1B 1= A1C 1,F 为B 1C 1的中点, AF ⊥B 1C 1 CC1⊥面A 1B 1C 1且A,F ⊂平面A 1B 1C 1 ∴ CC1⊥A 、F
又CC 1,A,F ⊂平面BCC 1B 1,CC 1∩B 1C 1= C1
∴ A1F ⊥平面BCC 1B 1 由(1)知AD ⊥平面BCC 1B 1 ∴ A1F ∥AD ,又AD ⊂平面ADE ,A 1F ⊄平面ADE ∴ A1F ∥平面ADE 12分
考点:1.面面垂直;2.线面平行.