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《高考数学一轮复习专题9.6空间几何体的体积求法练习(含解析)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、9.6空间几何的体积表面积平行垂直综合运用求体积常见方法①直接法(公式法)直接根据相关的体积公式计算;②转移法:利用祖暅原理或等积变化,把所求的几何体转化为与它等底、等高的几何体的体积;③分割法求和法:把所求几何体分割成基本几何体的体积;④补形法:通过补形化归为基本几何体的体积;考向一直接法【例1】如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1,侧面ABB1A1为菱形,侧面ACC1A1为正方形,侧面ABB1A1⊥侧面ACC1A1.(1)求证:A1B⊥平面AB1C;(2)若AB=2,∠ABB1=60°,求三棱锥C1-COB1的体
2、积.【答案】(1)详见解析;(2).【解析】(1)因为侧面侧面,侧面为正方形,所以平面,,又侧面为菱形,所以,所以平面.(2)因为,所以,平面,所以,三棱锥的体积等于三棱锥的体积;平面,所以为三棱锥的高,因为,,所以【举一反三】1..如图,在三棱台ABC-A1B1C1中,AB=BC=BB1=4,A1B1=B1C1=2,且B1B⊥面ABC,∠ABC=90°,D,G分别为AC,BC的中点,E,F为A1C1上两动点,且EF=2.(1)求证:BD⊥GE;(2)求四面体B-GEF的体积.【答案】见解析【解析】(1)取AB的中点
3、O,连接OG,OA1,C1G,∵AB=BC,D为AC的中点,∴BD⊥AC,又AC//A1C1,∴BD⊥A1C1,∵BG//B1C1,且BG=B1C1,∴四边形BGC1B1为平行四边形,∴GC1//BB1,同理,四边形OBB1A1为平行四边形,∴GC1//OA1.∴四边OGC1A1为平行四边形,∵B1B⊥面ABC,∴C1G⊥面ABC,∴C1G⊥BD,又A1C1∩C1G=C1,∴BD⊥面A1C1GO,∵GE⊂面A1C1GO,∴BD⊥GE.(2)令OG与BD交于M,∵C1G⊥面ABC,C1G⊂面A1C1GO,∴面A1C1G
4、O⊥面ABC,∵面A1C1GO∩面ABC=OG,∵OG//AC,BD⊥AC,∴BM⊥OG,∴BM⊥面A1C1GO,∴BM为点到B面A1C1GO的距离,即BM=2,又SΔGEF=12×GC1×EF=12×4×2=4,∴VB-GEF=13×BM×SΔGEF=13×2×4=423.考向二转移法【例2】在四棱锥P-ABCD中,∠ADC=∠BCD=90∘,AD=CD=1,BC=2,ΔPAC是以AC为斜边的等腰直角三角形,平面PAC⊥平面ABCD.(Ⅰ)证明:PC⊥PB;(Ⅱ)若点E在线段PC上,且PC=3PE,求三棱锥A-EB
5、C的体积.【答案】见解析【解析】(Ⅰ)证明:取BC,AC的中点分别为M,N,连接AM,PN.∵ΔPAC是以AC为斜边的等腰直角三角形,∴PN⊥AC.∵平面PAC⊥平面ABCD,平面PAC∩平面ABCD=AC,∴PN⊥平面ABCD,而AB⊂ABCD,∴PN⊥AB①又∵∠ADC=∠BCD=90∘,AD=CD=1,BC=2,∴四边形AMCD为正方形,且AC=AB=2,∴∠BAC=90∘,即AB⊥AC②由①②及PN∩AC=N得:AB⊥面PAC,又∵PC⊂面PAC,∴AB⊥PC,又∵PA⊥PC,PA∩AB=A,∴PC⊥面PAB
6、,而PB⊂面PAB,∴PC⊥PB.(Ⅱ)过E点作EF⊥AC于F,则EF⊥面ABCD且EF=23PN=23,VA-EBC=VE-ABC=29(或由(Ⅰ)得AB⊥面PAC,VA-EBC=VB-EAC=13SΔAEC⋅AB=29)【举一反三】1.如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,,,且底面.(1)证明:平面;(2)若为的中点,求三棱锥的体积.【答案】见解析【解析】(1)证明:∵,∴,∵,∴.又∵底面,∴.∵,∴平面.(2)三棱锥的体积与三棱锥的体积相等,而.所以三棱锥的体积.考向三分割法【例3】如图,多面体中,是菱形,,
7、平面,,且.(1)求证:平面平面;(2)求多面体的体积.【答案】(1)证明见解析;(2).【解析】(1)证明:连接交于,设中点为,连接,,分别为,的中点,且且四边形为平行四边形,即平面,平面四边形是菱形平面,即平面又平面平面平面(2)平面平面到平面的距离为【举一反三】1.如图,在多面体中,,四边形和四边形是两个全等的等腰梯形.(1)求证:四边形为矩形;(2)若平面平面,,,,求多面体的体积.【答案】(1)见证明;(2)【解析】(1)证明:∵四边形和四边形是两个全等的等腰梯形,∴且,∴四边形为平行四边形.分别取,的中点
8、,.∵,为的中点,∴,同理,∴.∵为的中点,为的中点,∵,且.∴,,,四点共面,且四边形是以,为底的梯形.∵,,且,是平面内的相交线,∴平面.∵平面,∴,又,∴.∴四边形为矩形.(2)解:连结,,作,垂足为,则.∵,,∴.在中,.∵,平面,平面,∴平面.∵平面平面,,平面平面,平面,∴平面,∴点到平面的距离为2,同理,点到平面的距离为2,则,;