专题24立体几何中综合问题1
【2017课标1,理16】如图,圆形纸片的圆心为O,半径为5cm,该纸片上的等边三角形ABC的中心为O
D、E、F为圆O上的点,△DBC,△ECA,△FAB分别是以BC,CA,AB为底边的等腰三角形
沿虚线剪开后,分别以BC,CA,AB为折痕折起△DBC,△ECA,△FAB,使得D、E、F重合,得到三棱锥
当△ABC的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm3)的最大值为_______
【答案】【解析】【考点】简单几何体的体积【名师点睛】对于三棱锥最值问题,肯定需要用到函数的思想进行解决,本题解决的关键是设好未知量,利用图形特征表示出三棱锥体积
当体积中的变量最高次是2次时可以利用二次函数的性质进行解决,当变量是高次时需要用到求导得方式进行解决
【2017课标3,理19】如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD=∠CBD,AB=BD.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D–AE–C的余弦值
【答案】(1)证明略;(2)
【解析】(2)由题设及(1)知,两两垂直,以为坐标原点,的方向为轴正方向,为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系
则由题设知,四面体ABCE的体积为四面体ABCD的体积的,从而E到平面ABC的距离为D到平面ABC的距离的,即E为DB的中点,得
设是平面DAE的法向量,则即可取
设是平面AEC的法向量,则同理可得
所以二面角D-AE-C的余弦值为
(2)设m,n分别为平面α,β的法向量,则二面角θ与互补或相等,故有|cosθ|=|cos|=
求解时一定要注意结合实际图形判断所求角是锐角还是钝角
【2017山东,理17】如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形(及其内部)以边所在直线为旋转轴旋转得到