内容正文:
2023届高考数学复习专题★★
立体几何
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第1讲 空间几何体
2
练真题 明考向
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1.(2022·高考全国卷甲)如图,网格纸上绘制的是一个多面体的三视图,网格小正方形的边长为1,则该多面体的体积为( )
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
√
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解析:选B.三视图对应的几何体是放倒的直四棱柱,如图,
直四棱柱的高为2,底面是上底为2,下底为4,高为2的梯
形,所以体积 <m></m> .故选B.
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2.(2021·高考全国卷甲)已知 <m></m> , <m></m> , <m></m> 是半径为1的球 <m></m> 的球面上的三
个点,且 <m></m> , <m></m> ,则三棱锥 <m></m> 的体积为( )
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
解析:选A.如图所示,因为 <m></m> ,所以 <m></m> 为截面圆 <m></m> 的
直径,且 <m></m> .连接 <m></m> ,则 <m></m> 平面 <m></m> ,
<m></m> ,所以三棱锥 <m></m> 的体积 <m></m> .
√
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6
3.(2022·高考全国卷甲)甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆
心角之和为 <m></m> ,侧面积分别为 <m></m> 和 <m></m> ,体积分别为 <m></m> 和 <m></m> .若
<m>,</m> 则 <m></m> ( )
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
√
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解析:选C.方法一:因为甲、乙两个圆锥的母线长相等,所以结合 <m></m> 可知,甲、乙两个圆锥侧面展开图的圆心角之比是 <m></m> .不妨设两个圆锥的母线长为 <m></m> ,甲、乙两个圆锥的底面半径分别为 <m></m> , <m></m> ,高分别为 <m>,</m> <m></m> ,则由题意知,两个圆锥的侧面展开图刚好可以拼成一个周长为 <m></m> 的圆,所以 <m></m> , <m></m> ,得 <m></m> , <m></m> .由勾股定理得, <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> .故选C.
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方法二:设两圆锥的母线长为 <m></m> ,甲、乙两圆锥的底面半径分别为 <m></m> , <m></m> ,高分别为 <m></m> , <m></m> ,侧面展开图的圆心角分别为 <m></m> , <m></m> ,则由 <m></m> ,得 <m></m> .由题意知 <m></m> ,所以 <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> , <m></m> ,得 <m></m> , <m></m> .由勾股定理得, <m></m> , <m></m> ,所以 <m></m> .故选C.
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4.(2022·高考全国卷乙)已知球 <m></m> 的半径为1,四棱锥的顶点为 <m></m> ,底面
的四个顶点均在球 <m></m> 的球面上,则当该四棱锥的体积最大时,其高为
( )
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
解析:选C.方法一(特殊法):不妨设四棱锥的底面是正方形,边长为 <m></m> ,底面正方形外接圆的半径为 <m></m> ,
√
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则 <m></m> ,四棱锥的高 <m></m> ,所以四棱锥的体积 <m></m> <m></m> ,
当且仅当 <m></m> ,即 <m></m> 时等号成立,此时四棱锥的高 <m></m> ,故选C.
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方法二(导数法):设四棱锥的底面是正方形,底面正方形外接圆的半径为 <m></m> ,四棱锥的高为 <m></m> ,则 <m></m> , <m></m> ,正方形的边长为 <m></m> ,所以四棱锥的体积 <m></m> .令 <m></m> ,则 <m></m> ,令 <m>,</m> 得 <m></m> ,所以 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,在 <m></m> 上单调递减,所以当 <m></m> 时, <m></m> 得最大值,所以当四棱锥的体积最大时,其高为 <m></m> ,故选C.
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方法三(转化法):该四棱锥的体积最大即以底面截球的圆面和顶点 <m></m> 组成的圆锥体积最大,设圆锥的高为 <m></m> ,底面半径为 <m></m> ,则圆锥的体积 <m></m