1. C(球是旋转体,不是多面体)
2. C(V = 4/3 π · 27 = 36π)
3. B(S = 2π × 2 × 5 = 20π)
4. D(A、B、C 对异面直线的描述均正确;D 中"过平面外一点与平面内一点的直线"还可能与"平面内不过该点的直线"平行,故 D 错误)
5. C(① ② ③ 都能确定平面,④ 不能)
6. D(漏判线在面内情况)
7. B(同垂直于一个平面的两直线平行——空间向量基本定理的直接推论)
8. A(三个直角边拼出一个三棱锥,底面是斜边为 √5 的直角三角形,高为另一条直角边 1,面积 = 1/2,V = ⅓ × 1/2 × 1 = 1/6)
9. B(|a+b|² = 1 + 2 × 1 × 1 × cos60° + 1 = 3,|a+b| = √3)
10. C(设棱长为 1,A'B = (1,0,-1),B'C = (0,1,-1),点积 = 1,|v1| = |v2| = √2,cosθ = 1/2,所成角为 60°)
11. 8π(侧面积 S=πrl=π×2×4=8π),4√3π(h = √(l²-r²) = √12 = 2√3,V = ⅓πr²h = ⅓π×4×2√3 = 8√3π/3)
12. 2√2/3(V = √2/12 × 2³ = √2/12 × 8 = 8√2/12 = 2√2/3)
13. 19(V = ⅓ × 3 × (4 + √(4×9) + 9) = 1 × (4 + 6 + 9) = 19)
14. 垂直(线面垂直的性质:垂直于平面的直线垂直于平面内任一直线)
15. 平行(面面平行性质:两平面平行,被第三个平面所截得的两交线平行)
16. 45/(√(4500)),简化:建系 A(0,0,0), B(3,0,0), C(3,4,0), A'(0,0,5)。AC=(3,4,0), A'B=(3,0,-5)。点积=9,|AC|=5, |A'B|=√34,cosθ = 9/(5√34) = 9√34/170
17. 证明:设 AC 与 BD 交于 O,连接 OE。因为 ABCD 是正方形,所以 O 是 AC 的中点。又 E 是 DD' 的中点,所以在 △ADD' 中,OE 是中位线,所以 OE ∥ AD'。因为 AD' ∥ BC'... 等等,题目应为 AD。修正:连接 AC ∩ BD = O,OE 在 △ADD' 中是 DD' 的中点连线,不直接平行 AC。需另证:取 BB' 中点 F,连 EF,则 EF ∥ B'C' ∥ BC ∥ AD,所以 EF ∥ AD ∥ BC'... 标准做法:设 AC ∩ BD = O,O 为 BD 中点;连接 OE,则 OE 是 △BDD' 的中位线,所以 OE ∥ BD',但 BD' 与 AC 的关系... 最简洁的做法:在正方体中,取 AB 中点 F,连接 EF,构造中位线 OE,使 OE ∥ BD,BD ⊂ 平面 BDE,AC ∥ BD,所以 AC ∥ OE,OE ⊂ 平面 BDE,AC ⊄ 平面 BDE,由线面平行判定定理,AC ∥ 平面 BDE
18. (1)证明:因为 PA ⊥ 底面 ABCD,BD ⊂ 底面,所以 PA ⊥ BD。又 ABCD 是正方形,所以 BD ⊥ AC。PA ∩ AC = A,所以 BD ⊥ 平面 PAC。(2)建系 A(0,0,0),AB、AD、AP 分别为 x、y、z 轴。B(2,0,0),D(0,2,0),P(0,0,2)。AP = (0,0,2),AC = (2,2,0),AB = (2,0,0)。平面 PAC 的法向量 n₁ = AP × AC = (0×0-2×2, 2×2-0×0, 0×2-0×2) = (-4, 4, 0),化简为 (-1, 1, 0)。平面 PAB 的法向量 n₂ = (0, 1, 0)。cosθ = n₁·n₂/(|n₁||n₂|) = 1/√2 = √2/2。所以二面角 B-PA-C 的余弦值为 √2/2