:顶点A1在底面ABCD上的射影O在∠BAD的平分线上;(2)求这个平行六面体的体积。
图1图2解析:(1)如图2,连结A1O,则A1O⊥底面ABCD。作OM⊥AB交AB于M,作ON⊥AD交AD于N,连结A1M,A1N。由三垂线定得得A1M⊥AB,A1N⊥AD。∵∠A1AM∠A1AN,
f∴Rt△A1NA≌Rt△A1MA∴A1MA1N,从而OMON。∴点O在∠BAD的平分线上。(2)∵AMAA1cos
133×223AM32。∴AO2cos4
又在Rt△AOA1中,A1O2AA12AO29-
99,22
∴A1O
3232,平行六面体的体积为V54302。22
题型2:柱体的表面积、体积综合问题例3.(2000全国,3)一个长方体共一顶点的三个面的面积分别是236,这个长方体对角线的长是(A.2)
3
B.3
2
C.6
D.
6
解析:设长方体共一顶点的三边长分别为a1,b=为la2b2c26;答案D。
2,c=3,则对角线l的长
点评:解题思路是将三个面的面积转化为解棱柱面积、体积的几何要素棱长。例4.如图,三棱柱ABCA1B1C1中,若E、F分别为AB、AC的中点,平面EB1C1将三棱柱分成体积为V1、V2的两部分,那么V1∶V2_____。解:设三棱柱的高为h,上下底的面积为S,体积为V,则VV1V2=Sh。∵E、F分别为AB、AC的中点,∴S△AEF
1S4
V1
1171hSSSSh344125Sh,12
V2ShV1
∴V1∶V27∶5。点评:解题的关键是棱柱、棱台间的转化关系,建立起求解体积的几何元素之间的对应关系。最后用统一的量建立比值得到结论即可。题型3:锥体的体积和表面积
f例5.(2006上海,19)在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60,对角线AC与BD相交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成的角为60,求四棱锥P-ABCD的体积?解:(1)在四棱锥PABCD中,由PO⊥平面ABCD得∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,∠PBO60°。在Rt△AOB中BOABsi
30°1由PO⊥BO,AB
P
EO
DC
于是POBOta
60°3,而底面菱形的面积为23。∴四棱锥P-ABCD的体积V
1×23×32。3
点评:本小题重点考查线面垂直、面面垂直、二面角及其平面角、棱锥的体积。在能力方面主要考查空间想象能力。例6.(2002京皖春文,19)在三棱锥SABC中,∠SAB∠SAC∠ACB90°,且ACBC5,SB5(如图所示)5。
(Ⅰ)证明:SC⊥BC;(Ⅱ)求侧面SBC与底面ABC所成二面角的大小;(Ⅲ)求三棱锥的体积VS-ABC。解析:(Ⅰ)证明:∵∠SAB∠SAC90°,∴SA⊥AB,SA⊥AC。又AB∩ACA,∴SA⊥平面ABC。由于∠ACB90°,即BC⊥AC,由三垂线定理,得SC⊥BC。(Ⅱ)解:∵BC⊥AC,SC⊥BC。∴∠SCA是侧r